DE102021130652A1 - System and method for autonomous loading, unloading and charging of aircraft - Google Patents
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Abstract
Vorliegende Erfindung betrifft eine Transportvorrichtung (2) zum Handhaben und Lagern von festen Transportgütern während des Transportes, umfassend eine Befestigungsplatte (20) und vier oder mehr Zinken (21, 22), welcher mit einem hinteren Ende an der Befestigungsplatte (20) befestigt sind und sich im Wesentlichen im rechten Winkel von ihr weg erstrecken wobei zwei der Zinken als Begrenzungszinken (21) in einem ersten Abstand (A1) zueinander in einer ersten Ebene (E1) liegen und die übrigen Zinken als Stützzinken (22) in einer zweiten Ebene (E2) liegen, welche von der ersten Ebene (E1) verschieden ist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein System zum automatisierten Be- und Entladen aus einem Fluggerät und einer Ladeeinrichtung mit jeweils einer solchen Transportvorrichtung.The invention relates to a transport device (2) for handling and storing solid transport goods during transport, comprising a mounting plate (20) and four or more tines (21, 22) which are fixed to the mounting plate (20) at a rear end and extending away from it essentially at right angles, with two of the prongs as limiting prongs (21) being at a first distance (A1) from one another in a first plane (E1) and the remaining prongs as supporting prongs (22) in a second plane (E2 ) lie, which is different from the first level (E1). Furthermore, the invention relates to a system for automated loading and unloading from an aircraft and a loading device, each with such a transport device.
Description
Vorliegende Erfindung betrifft eine Transportvorrichtung zum Handhaben und Lagern von festen Transportgütern während des Transportes, umfassend eine Mehrzahl von Zinken sowie ein Fluggerät und eine Ladeeinrichtung umfassend jeweils eine derartige Transportvorrichtung. Darüber hinaus trifft die Erfindung ein System zum automatisierten Be- und Entladen von Transportgütern sowie Aufladen eines Energiespeichers des Fluggeräts mit Hilfe einer solchen Ladeeinrichtung.The present invention relates to a transport device for handling and storing solid transport goods during transport, comprising a plurality of tines and an aircraft and a loading device each comprising such a transport device. In addition, the invention relates to a system for the automated loading and unloading of transport goods and charging an energy store of the aircraft using such a charging device.
Neben Anwendungen in vielen anderen Bereichen, beispielsweise Luftfotografie oder Aufklärung, werden autonome oder ferngesteuerte unbemannte Fluggeräte auch für den Einsatz als Transportmittel zur Auslieferung von festen Transportgütern eingesetzt. Im Stand der Technik gibt es vielfältige Vorschläge hinsichtlich der Aufnahme und des Ablieferns derartiger Transportgüter, welche zur einfacheren Handhabbarkeit meist in der Form von in etwa quaderförmigen Kisten oder Containern bereitgestellt werden. Zur Aufnahme und Handhabung dieser Transportgüter werden im Stand der Technik verschiedene Strukturen bzw. Vorrichtungen vorgeschlagen.In addition to applications in many other areas, such as aerial photography or reconnaissance, autonomous or remote-controlled unmanned aerial vehicles are also used as means of transport for the delivery of fixed transport goods. In the state of the art, there are many suggestions regarding the picking up and delivery of such transport goods, which are usually provided in the form of cuboid crates or containers for easier handling. Various structures and devices are proposed in the prior art for receiving and handling these transport goods.
Die Veröffentlichungsschrift
Weiterhin ist auch in der US-Veröffentlichungsschrift 2021/0142276 A1 unter anderem schematisch ein Quadqopter mit einer unterseitigen Paketaufnahmestruktur offenbart.Furthermore, US publication 2021/0142276 A1 also schematically discloses, inter alia, a quadcopter with a package receiving structure on the underside.
In der deutschen Patentschrift
In der US-Patentschrift 10,730,621 B2 wird ein Quadqopter mit einer Ladestruktur in Form einer abkoppelbaren Transportbox und einen diese umschließenden Rahmens vorgeschlagen. Die Drohne soll dann zur Ladungsaufnahme- oder Übergabe an einer vertikal verfahrbaren Andockstation umfassend eine Ablagefläche andocken und die Transportbox aufnehmen bzw. abladen. Alternativ soll ist auch vorgesehen, lediglich den Inhalt der Box, also etwa ein Paket, von einem bzw. an ein Förderband zu transferieren, ohne die Box abzukoppeln.US Pat. No. 10,730,621 B2 proposes a quadcopter with a loading structure in the form of a detachable transport box and a frame enclosing it. The drone should then dock with a storage area and pick up or unload the transport box at a vertically movable docking station for load pick-up or transfer. Alternatively, it is also intended to transfer only the contents of the box, for example a package, from or to a conveyor belt without uncoupling the box.
Allen bisher vorgestellten Lösungen ist gemein, dass die Ladestruktur ein hohes Gewicht mit sich bringt und zum Be- bzw. Entladen der Drohne, sofern diese automatisiert erfolgen sollen, eine hohe Lande- bzw Anfluggenauigkeit von Nöten ist. Kann eine solche nicht garantiert werden, beispielsweise weil die Sensoren die Drohne nicht unter allen Flugbedingungen (Wind, Nebel, Dunkelheit) eine ausreichende Landegenauigkeit erlauben, ist nur ein Be- und Entladen durch menschliches Bodenpersonal ausreichend zuverlässig.All of the solutions presented so far have in common that the loading structure is very heavy and loading and unloading the drone, if this is to be automated, requires a high degree of landing or approach accuracy. If this cannot be guaranteed, for example because the sensors do not allow the drone to land with sufficient accuracy under all flight conditions (wind, fog, darkness), only loading and unloading by human ground personnel is sufficiently reliable.
In der internationalen Veröffentlichungsschrift
Nachteilig an dieser Lösung ist, dass nach wie vor Transportpaletten benötigt werden, welche zusätzliches Gewicht bedeuten ohne eine über die Untergreifbarkeit der Ladung hinausgehende Funktion auszuüben. Insbesondere helfen sie nicht dabei, die Ladung im Flug gegen einwirkende Seitenkräfte abzustützen oder sie vor den Elementen zu schützen. Zudem erfordert der übliche Aufbau der Paletten eine recht hohe Anfluggenauigkeit beim Beladen, da nur dann die Zinken korrekt in die Palette eingefahren werden können.The disadvantage of this solution is that transport pallets are still required, which mean additional weight without performing a function that goes beyond being able to grasp the load from underneath. In particular, they do not help to support the cargo in flight against lateral forces acting on it or to protect it from the elements. In addition, the usual structure of the pallets requires a very high approach accuracy when loading, since only then can the tines be correctly driven into the pallet.
Die chinesische veröffentlichte Patentanmeldung
Vor diesem Hintergrund hat sich vorliegende Erfindung die Aufgabe gestellt, eine Transportstruktur bzw. -vorrichtung zum Transportieren und Übergeben von Transportgütern zwischen einem Fluggerät und einer Ladeeinrichtung zu finden, welche ein möglichst niedriges Gewicht mit verringerten Anforderungen an die Positionierungsgenauigkeit sowohl des Fluggeräts beim Landen als auch der Ladeeinrichtung beim Be- bzw. Entladen kombiniert. Against this background, the present invention has the task of finding a transport structure or device for transporting and transferring transport goods between an aircraft and a loading device, which has the lowest possible weight with reduced requirements for the positioning accuracy both of the aircraft when landing and of the loading device during loading and unloading.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Transportstruktur gemäß Anspruch 1, welche in ein Fluggerät gemäß Anspruch 7 und eine Ladeeinrichtung in Form eines Bodenfahrzeuges oder eines Roboterarms nach Anspruch 8 integriert ist. Ladeeinrichtung und Fluggerät bilden zusammen ein System zum automatisierten Be- und Entladen des Fluggerätes nach Anspruch 10. Es ist eine weitere Aufgabe vorliegender Erfindung neben dem Be- und Entladen auch das Aufladen eines elektrischen Energiespeichers des Fluggerätes zu automatisieren. Dieses Problem wird gelöst durch ein System gemäß Anspruch 12.This object is achieved by a transport structure according to
Die erfindungsgemäße Transportstruktur umfasst eine Befestigungsplatte mit vier oder mehr daran befestigten Zinken. Der Wesentliche Unterschied zu den im Stand der bekannten Transportstrukturen, insbesondere der der chinesischen Anmeldung
Das System zum Be- und Entladen funktioniert erfindungsgemäß so, dass das Fluggerät, insbesondere ein Multiqopter, eine von der Ladeeinrichtung erreichbare Ladezone mit einer bestimmten Genauigkeit, bevorzugt 3m oder besser, anfliegt und dort landet. Nach der Landung erfasst die Ladeeinrichtung die Position und auch die Ausrichtung des Fluggerätes, und fährt dann die eigene Transportvorrichtung bzw. Transportgabel an die Transportgabel des Fluggerätes heran, wobei dies bevorzugt mit einer Genauigkeit im Zentimeterbereich oder besser geschieht. Um die eigene Position bei der Landung bestimmen zu können umfasst die Drohne bevorzugt Positionsbestimmungssensoren in Form von GPS, einer oder mehrerer Inertialer Navigationseinheiten und/oder Luftdrucksensoren. Um das Gewicht des Fluggeräts gering zu halten, kann auf eine komplexe und schwere Sensorik, in Form von z.B. Laser-Scannern auf dem Fluggerät verzichtet werden. Zusätzlich kann auch eine Bilderkennung von bestimmten Merkmalen der Landezone realisiert sein. Diese Bilderkennung befindet sich bevorzugt auf der Ladeeinrichtung oder in der Nähe der Landezone.
Die Ladeeinrichtung, welche bevorzugt als fahrbarer Roboter oder als Roboterarm mit einer ausreichenden Beweglichkeit ausgebildet ist, verfügt zur Sicherstellung einer ausreichenden Annäherungsgenauigkeit an die Transportvorrichtung des gelandeten Fluggeräts über Laser, GPS, Inertial- und/oder Luftrucksensoren. According to the invention, the system for loading and unloading works in such a way that the aircraft, in particular a multicopter, flies to a loading zone that can be reached by the loading device with a specific accuracy, preferably 3 m or better, and lands there. After landing, the charging device detects the position and also the orientation of the aircraft, and then moves its own transport device or transport fork to the transport fork of the aircraft, this preferably being done with an accuracy in the centimeter range or better. In order to be able to determine its own position when landing, the drone preferably includes position determination sensors in the form of GPS, one or more inertial navigation units and/or air pressure sensors. In order to keep the weight of the aircraft low, there is no need for complex and heavy sensors in the form of, for example, laser scanners on the aircraft. In addition, image recognition of specific features of the landing zone can also be implemented. This image recognition is preferably located on the loading device or near the landing zone.
The loading device, which is preferably designed as a mobile robot or as a robot arm with sufficient mobility, has laser, GPS, inertial and/or air pressure sensors to ensure that it approaches the transport device of the landed aircraft with sufficient accuracy.
Weitere Sensorik, wie etwa Laser-Scanner oder die bereits erwähnte Bilderkennung, kann sich als Teil fester Infrastruktur in der Nähe der Landezone befinden. Das Fluggerät, die Ladeeinrichtung und die (Sensorik-)Infrastruktur können über Funk kommunizieren und Daten austauschen, insbesondere Zustände und Kommandos (Positionen, Winkel, Abstände).Other sensors, such as laser scanners or the image recognition already mentioned, can be part of the fixed infrastructure in the vicinity of the landing zone. The aircraft, the charging device and the (sensor) infrastructure can communicate via radio and exchange data, in particular statuses and commands (positions, angles, distances).
Die Übergabe eines Transportguts, beispielsweise eines Pakets, erfolgt folgendermaßen. Beim Entladen der Drohne fährt die Ladeeinrichtung seine Transportgabel vom Befestigungsplatten fernen Ende der Zinken her, derart unter die Transportgabel des Fluggeräts, dass die Zinken von beiden Gabeln in etwa parallel ausgerichtet sind und einen lateralen Versatz aufweisen, wobei die Befestigungsplatten einander idealerweise lateral zentriert und parallel zueinander ausgerichtet werden. Dann hebt die Ladeeinrichtung die Transportgabel an, bis zumindest die Stützzinken der Transportgabel der Ladeeinrichtung auf gleicher Höhe mit den Zinken der Transportgabel des Fluggeräts sind und fährt sie anschließend noch ein klein wenig darüber hinaus, sodass die Last des Transportguts auf die Zinken der Transportgabe der Ladeeinrichtung transferiert wird. Hierbei ist unter Berücksichtigung der endlichen Positionierungsgenauigkeit der Transportgabeln relativ zueinander von großem Vorteil, wenn die Zinken beider möglichst schmal sind, damit Kollisionen vermieden werden. Wenn die Last vollständig auf der Transportgabel der Ladeeinrichtung ruht kann diese von der Transportgabel des Fluggeräts weggefahren werden. Das Entladen des Transportgut ist somit abgeschlossen.Goods to be transported, for example a package, are handed over as follows. When unloading the drone, the loading device moves its transport fork from the end of the tines farthest from the attachment plates, under the transport fork of the aircraft in such a way that the tines of both forks are aligned approximately parallel and have a lateral offset, with the attachment plates ideally being laterally centered and aligned parallel to one another. Then the loading device raises the transport fork until at least the support tines of the transport fork of the loading device are at the same height as the tines of the transport fork of the aircraft and then moves them a little further so that the load of the goods to be transported is placed on the tines of the transport fork of the loading device is transferred. Here, taking into account the finite positioning accuracy of the transport forks relative to one another, it is of great advantage if the prongs of both are as narrow as possible, so that collisions are avoided. When the load is fully resting on the loader's transport fork, it can be wheeled away from the aircraft's transport fork. The unloading of the transported goods is thus completed.
Beim Beladen ruht umgekehrt das Transportgut zunächst auf der Transportgabel der Ladeeinrichtung, welche in den Zwischenraum unterhalb des Rumpfes des Fluggeräts und oberhalb der Transportgabel des Fluggerätes einfährt und zwar derart, dass wie beim Entladen die Zinken der beiden Transportgabeln parallel zueinander ausgerichtet sind und bevorzugt die Befestigungsplatten einander lateral zentriert und parallel zueinander gegenüberstehen. Anschließend senkt die Ladeeinrichtung die eigene Transportgabel ab, bis das Transportgut die Zinken der Transportgabel des Fluggerätes zunächst berührt und schließlich die gesamte Last auf die Zinken transferiert wird. Anschließend kann die Ladeeinrichtung die eigene Transportgabel unter dem Fluggerät herausfahren und die Beladung ist abgeschlossen.Conversely, when loading, the transported goods first rest on the transport fork of the loading device, which moves into the space below the fuselage of the aircraft and above the transport fork of the aircraft in such a way that, as during unloading, the tines of the two transport forks are aligned parallel to one another and preferably the fastening plates face each other laterally centered and parallel to each other. The loading device then lowers its own transport fork until the transported goods first touch the tines of the transport fork of the aircraft and finally the entire load is transferred to the tines. The loading device can then move its own transport fork out from under the aircraft and loading is complete.
In manchen Ausführungsformen der Erfindung sind in die Transportgabel von Fluggerät und Ladeeinrichtung elektrische Kontakte integriert, sodass ein automatisiertes Laden eines Energiespeichers des Fluggeräts ebenfalls möglich ist. Bei einer der Transportgabeln sind elektrische Kontakte in die (Spitze der) zweier der Zinken integriert, bei der anderen hingegen an entsprechenden Stellen in die Befestigungsplatte der Transportgabel und/oder eine Bodenplatte und/oder eine Deckenplatte einer Transportbox, in welche die Transportgabel eingebaut ist, flächige Kontakte angeordnet. Bevorzugt ist die Transportgabel mit den Kontakten in den Zinken diejenige der Ladeeinrichtung und die komplementäre Transportgabel mit den Kontakten an der Befestigungsplatte, Bodenplatte und/oder Deckenplatte diejenige, des Fluggeräts. Bei der Transportgabel der Ladeeinrichtung dienen bevorzugt die Begrenzungszinken, oder die äußeren Stützzinken als Träger der elektrischen Kontakte.. Zum Aufladen fährt die Ladeeinrichtung nun die eigene Transportgabel derart an die Transportgabel des Fluggeräts heran, dass sich die elektrischen Kontakte beider Transportgabel berühren. Sobald dies der Fall ist, kann der Transfer elektrische Energie von der Ladeeinrichtung an das Fluggerät beginnen.In some embodiments of the invention, electrical contacts are integrated into the transport fork of the aircraft and charging device, so that automated charging of an energy storage device of the aircraft is also possible. One of the transport forks has electrical contacts integrated into the (tips of) two of the prongs, while the other has integrated electrical contacts at appropriate points in the attachment plate of the transport fork and/or a bottom plate and/or a top plate of a transport box in which the transport fork is installed, flat contacts arranged. The transport fork with the contacts in the prongs is preferably that of the charging device and the complementary transport fork with the contacts on the fastening plate, base plate and/or cover plate is that of the aircraft. In the case of the transport fork of the charging device, the limiting prongs or the outer supporting prongs preferably serve as carriers of the electrical contacts. For charging, the charging device now moves its own transport fork to the transport fork of the aircraft in such a way that the electrical contacts of both transport forks touch. As soon as this is the case, the transfer of electrical energy from the charging device to the aircraft can begin.
In manchen Ausführungsformen wird das Be- und Entladen eines Transportguts mit dem Aufladen des Fluggeräts kombiniert. Hierbei ist vorgeschlagen, dass die Zinken mit den elektrischen Kontakten etwas länger sind als die übrigen Zinken, so dass die Zinkenkontakte die auf der Befestigungsplatte befindlichen Kontakte berühren können, ohne dass dies für die übrigen Zinken der Fall ist. Die Kontakte an der Befestigungsplatte, Deckenplatte und/oder Bodenplatte sind entsprechend derart zu positionieren, dass bei der vorbeschriebenen idealen Ausrichtung der Transportgabeln zueinander beim Be- und Entladen eine Kontaktierung garantiert wird. Hierzu müssen die Kontakte zum Einen einen Durchmesser aufweisen, der mindestens der Positioniergenauigkeit entspricht, also etwa einige Zentimeter. Zusätzlich sollten sie bevorzugt in vertikalrichtung etwas länger sein, so dass der elektrische Kontakt auch während der im Zuge des Be- und Entladens auftretenden Relativbewegung der Transportgabeln der Ladeeinrichtung und des Fluggeräts bestehen bleibt.In some embodiments, the loading and unloading of a transport item is combined with the charging of the aircraft. It is proposed here that the tines with the electrical contacts are somewhat longer than the other tines, so that the tine contacts can touch the contacts located on the mounting plate without this being the case for the other tines. The contacts on the fastening plate, cover plate and/or base plate are to be positioned accordingly in such a way that contact is guaranteed with the above-described ideal alignment of the transport forks to one another during loading and unloading. For this purpose, the contacts must have a diameter that corresponds at least to the positioning accuracy, i.e. about a few centimeters. In addition, they should preferably be somewhat longer in the vertical direction, so that the electrical contact is maintained even during the relative movement of the transport forks of the charging device and the aircraft that occurs in the course of loading and unloading.
Der Vorteil dieses Systems besteht darin, dass keine Paletten oder gesonderte Behälter erforderlich sind, womit Gewicht eingespart werden kann. Außerdem benötigen Be- und Entladen sowie das Aufladen aufgrund der Konstruktion der Transportstruktur eine geringere Präzision, wodurch ein reibungsfreier, zügiger vollautonomer Prozess überhaupt erst möglich wird.The advantage of this system is that no pallets or separate containers are required, which saves weight. In addition, loading, unloading and loading require less precision due to the construction of the transport structure, which makes a smooth, fast, fully autonomous process possible in the first place.
Weitere bevorzugte Weiterbildung vorliegender Erfindung, welche einzeln oder in Kombination realisierbar sind, finden sich in den Unteransprüchen und sollen im Folgenden Explizit beschrieben werden.Further preferred developments of the present invention, which can be realized individually or in combination, can be found in the dependent claims and are to be described explicitly below.
Der Abstand zwischen den beiden Begrenzungszinken kann dem maximalen Abstand zweier Stützzinken, also dem Abstand der jeweils außen liegenden Stützzinken entsprechen. Bevorzugt ist der Abstand der Begrenzungszinken jedoch größer und beträgt insbesondere zwischen dem 1.01 und 2 fachen, besonders bevorzugt zwischen dem 1.05 und 1,2 fachen des maximalen Stützzinkenabstandes.The distance between the two limiting prongs can correspond to the maximum distance between two support prongs, ie the distance between the respective outer support prongs. However, the distance between the limiting prongs is preferably greater and is in particular between 1.01 and 2 times, particularly preferably between 1.05 and 1.2 times the maximum support prong distance.
Der Abstand zwischen den Begrenzungszinken kann in manchen Ausführungen auch variabel sein, um sich an verschiedene Transportgutabmessungen anpassen zu können. Hierzu können die Begrenzungszinken lateral verfahrbar in der Befestigungsplatte gelagert sein. Beim Be- bzw. Entladen werden dann in Vorbereitung der Übergabe die Begrenzungszinken der aufnehmenden Transportgabel auf den maximalen Abstand oder einen Abstand, der größer ist als die laterale Erstreckung des Transportgutes, eingestellt. Bei oder nach der wie oben beschrieben ablaufenden Übergabe werden die Begrenzungszinken der aufnehmenden Transportgabel lateral nach innen gefahren, bis sie das Transportgut kontaktieren oder der minimale Abstand erreicht ist. Hierdurch wird das Transportgut gleichzeitig auf der Transportgabel zentriert, was für die korrekte Schwerpunktlage des Fluggeräts samt Ladung wichtig sein kann.In some designs, the distance between the limiting prongs can also be variable in order to be able to adapt to different dimensions of the goods to be transported. For this they can Limiting prongs can be mounted in the mounting plate so that they can be moved laterally. When loading or unloading, the limiting prongs of the receiving transport fork are then set to the maximum distance or a distance that is greater than the lateral extent of the goods to be transported in preparation for the transfer. During or after the transfer, which takes place as described above, the limiting prongs of the receiving transport fork are moved laterally inwards until they contact the transported goods or the minimum distance is reached. As a result, the transported goods are centered on the transport fork at the same time, which can be important for the correct center of gravity of the aircraft and its load.
In bevorzugten Ausführungsformen entspricht der Abstand zwischen der durch die Begrenzungszinken und der durch die Stützzinken definierten Ebenen zwischen dem 0,25-fachen bis zu dem 4-fachen des Abstandes benachbarter Stützzinken. Insbesondere beträgt der Ebenenabstand zwischen 0,5 und 50 cm, besonders bevorzugt zwischen 2 und 20 cm.In preferred embodiments, the distance between the plane defined by the delimiting prongs and the plane defined by the supporting prongs corresponds to between 0.25 times and up to 4 times the distance between adjacent supporting prongs. In particular, the plane spacing is between 0.5 and 50 cm, particularly preferably between 2 and 20 cm.
In einer einfachsten Ausführung umfasst die erfindungsgemäße Transportgabel vier Zinken: jeweils zwei Begrenzungs- und zwei darunter angeordnete Stützzinken. In bevorzugten Ausführungsformen sind jedoch mehr als vier Zinken vorhanden. Insbesondere können drei, vier, fünf oder auch mehr Stützzinken vorhanden sein.In the simplest embodiment, the transport fork according to the invention comprises four tines: two limiting tines and two supporting tines arranged underneath. However, in preferred embodiments, there are more than four prongs. In particular, there can be three, four, five or even more support prongs.
Es kann auf jeder Seite der Transportgabel auch mehr als ein Begrenzungszinken vorhanden sein. Die Begrenzungszinken einer Seite sind dann bevorzugt in einer weiteren Ebene angeordnet, welche sich senkrecht zur ersten und zweiten Ebene sowie zur Befestigungsplatte erstreckt.There can also be more than one limiting tine on each side of the transport fork. The limiting prongs on one side are then preferably arranged in a further plane, which extends perpendicularly to the first and second plane and to the fastening plate.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems aus Fluggerät und Ladeeinrichtung hat die Transportgabel des Fluggeräts eine Anzahl an Zinken, welche sich von der Zahl der Zinken der Transportgabel der Ladeeinrichtung um 1 unterscheidet. Beispielsweise hat die Transportgabel des Fluggeräts besonders bevorzugt sechs Zinken (2 Begrenzungs- und 4 Stützzinken) und die Transportgabel der Ladeeinrichtung fünf Zinken (2 Begrenzungs- und 3 Stützzinken).
Die Stützzinken sind hierbei bevorzugt so angeordnet, dass sie bei einer Ausrichtung der Transportvorrichtungen des Fluggeräts und der Ladeeinrichtungen, bei der die jeweiligen Befestigungsplatten parallel zueinander ausgereichtet einander zentriert gegenüber stehen, derart ineinander greifen, dass ein minimaler Abstand eines Stützzinkens der Transportvorrichtung des Fluggeräts und eines Stützzinkens der Transportvorrichtung der Ladeeinrichtung dem halben Abstand zweier benachbarter Stützzinken einer der Transportvorrichtungen entsprichtIn a preferred embodiment of the system according to the invention made up of aircraft and charging device, the transport fork of the aircraft has a number of prongs which differs from the number of prongs of the transport fork of the charging device by 1. For example, the transport fork of the aircraft particularly preferably has six tines (2 limiting and 4 supporting tines) and the transport fork of the loading device has five tines (2 limiting and 3 supporting tines).
The support prongs are preferably arranged in such a way that when the transport devices of the aircraft and the charging devices are aligned in which the respective fastening plates are aligned parallel to one another and centered opposite one another, they engage in one another in such a way that a minimum distance between a support prong of the transport device of the aircraft and a Support tines of the transport device of the loading device corresponds to half the distance between two adjacent support tines of one of the transport devices
In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung bestehen einige oder alle der Zinken im Wesentlichen aus Kohlefaser oder Kohlefaser verstärktem Kunststoff (CFK), was ein niedriges Gewicht ermöglicht. Die Zinken haben darüber hinaus bevorzugt einen Durchmesser von zwischen 5 und 10 mm, besonders bevorzugt 6 mm, und ein Länge- zu Durchmesser Verhältnis von zwischen 20 und 200, besonders bevorzugt zwischen 30 und 90. Sie sind weiterhin bevorzugt zumindest über den wesentlichen Teil ihrer Länge zylindrisch, hohlzylindrisch oder hohlkegelförmig, in letzterem Fall mit einem Kegelwinkel von zwischen 2 und 10 Grad. Die Zinken können auch ein spitz zulaufendes Ende haben, wodurch die Gefahr einer blockierenden Kollision von Zinken bei unzureichender Positioniergenauigkeit beim Be- oder Entladen verringert oder nahezu eliminiert wird. Die Zinken, insbesondere die Begrenzungszinken, können verschieblich, insbesondere lateral verschieblich in der Befestigungsplatte gelagert sein um die Abmessungen der erfindungsgemäßen Transportgabel an verschiedene Transportgutgrößen anzupassen.In preferred embodiments of the invention, some or all of the tines consist essentially of carbon fiber or carbon fiber reinforced plastic (CFRP), which enables a low weight. The tines moreover preferably have a diameter of between 5 and 10 mm, more preferably 6 mm, and a length-to-diameter ratio of between 20 and 200, more preferably between 30 and 90. They are also preferably at least over a substantial part of them Length cylindrical, hollow cylindrical or hollow conical, in the latter case with a cone angle of between 2 and 10 degrees. The tines can also have a pointed end, which reduces or almost eliminates the risk of a jamming collision of tines with insufficient positioning accuracy during loading or unloading. The tines, in particular the limiting tines, can be slidably mounted, in particular laterally slidably, in the mounting plate in order to adapt the dimensions of the transport fork according to the invention to different sizes of goods to be transported.
Die Befestigungsplatte, an welcher die Zinken festgelegt sind, besteht bevorzugt aus Kohlefaser, CFK und/oder einem Leichtmetall wie Aluminium oder Magnesium oder einer Kombination dieser Werkstoffe und hat weiterhin bevorzugt eine sechseckige, elliptische oder ovale Grundform.The mounting plate to which the tines are fixed is preferably made of carbon fiber, CFRP and/or a light metal such as aluminum or magnesium or a combination of these materials and also preferably has a hexagonal, elliptical or oval basic shape.
Weitere Eigenschaften, Merkmale und Vorteile vorliegender Erfindung ergeben sich aus den nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren vorgestellten Ausführungsbeispielen. Diese dienen die jedoch lediglich der Illustration der Erfindung und sollen sie nicht in ihrer Allgemeinheit einschränken.Further properties, features and advantages of the present invention result from the exemplary embodiments presented below with reference to the figures. However, these only serve to illustrate the invention and are not intended to limit its generality.
Es zeigen:
-
1 : Eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Transportstruktur. -
2A-2C : Eine Dreiseitenansicht einer ersten bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Transportstruktur. -
3A-3C : Eine Dreiseitenansicht einer zweiten bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Transportstruktur. -
3D : Eine perspektivische Ansicht einer in eine Transportbox integrierten Transportstruktur gemäß der zweiten Ausführungsform. -
4 : Eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Be- und Enladeeinrichtung in Form eines Bodenfahrzeugs mit einer Transportgabel gemäß der ersten Ausführungsform. -
5 : Eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fluggeräts mit einer Transportbox und darin integrierter Transportstruktur gemäß der zweiten Ausführungsform. -
6A ,6B : In zwei perspektivischen Ansichten das Zusammenwirken der Ladeeinrichtung der4 und des Fluggeräts aus5 .
-
1 : A schematic representation of a transport structure according to the invention. -
2A-2C : A three-side view of a first preferred embodiment of a transport structure according to the invention. -
3A-3C : A three-side view of a second preferred embodiment of a transport structure according to the invention. -
3D 1: A perspective view of a transport structure integrated into a transport box according to the second embodiment. -
4 1: A perspective view of a loading and unloading device according to the invention in the form of a ground vehicle with a transport fork according to the first embodiment. -
5 1: A perspective view of an embodiment of an aircraft according to the invention with a transport box and transport structure integrated therein according to the second embodiment. -
6A ,6B : In two perspective views of the interaction of theloading device 4 and theaircraft 5 .
In
Die Zinken 21, 22 können alle gleichartig ausgestaltet sein. Alternativ können auch Unterschiede bestehen. Etwa können die Begrenzungszinken 22 länger als die Stützzinken 22 sein, etwa um einen vorlaufenden elektrischen Kontakt zwischen in den Spitzen der Begrenzungszinken vorhandenen elektrischen Kontaktelementen und komplementär an oder in der Befestigungsplatte einer weiteren Transportgabel oder in einer Boden- und/oder Deckenfläche einer Transportbox, in welche die weitere Transportgabel integriert ist, vorhandenen Kontaktflächen herzustellen.
Weiterhin können die Begrenzungszinken 21, da sie in der Regel kleinere Kräfte tragen müssen als die Stützzinken 22, leichter, insbesondere dünner, ausgeführt werden als die Stützzinken 22.The
Furthermore, the limiting
Die
Die
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Die
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BezugszeichenlisteReference List
- 11
- automatisiertes Ladesystemautomated loading system
- 22
- Transportgabeltransport fork
- 2020
- Befestigungsplattemounting plate
- 2121
- Begrenzungszinkenlimit tines
- 2222
- Stützzinkensupport tines
- 2323
- Befestigungsschlitzmounting slot
- 2424
- Befestigungselementfastener
- 2525
- Klappeflap
- 2626
- Rahmenframe
- 33
- Fluggerätaircraft
- 3232
- Transportbox von 3 mit TransportgabelTransport box of 3 with transport fork
- 44
- Paketpackage
- 55
- Ladefahrzeugloading vehicle
- 5151
- Mastmast
- 5252
- Transportgabel von 5Transport fork from 5
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
- CN 105923163 A [0003]CN105923163A [0003]
- DE 102016117611 B4 [0005]DE 102016117611 B4 [0005]
- WO 2018057034 A1 [0008]WO 2018057034 A1 [0008]
- CN 111196365 A [0010, 0013]CN 111196365A [0010, 0013]
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