DE102022116329A1

DE102022116329A1 - Flugdrohne, Flugdrohnensicherheitssystem und Verfahren zum Betreiben einer Flugdrohne

Info

Publication number: DE102022116329A1
Application number: DE102022116329.6A
Authority: DE
Inventors: Thomas Irrenhauser
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2022-06-30
Filing date: 2022-06-30
Publication date: 2024-01-04

Abstract

Es wird eine Flugdrohne (2) angegeben, die zumindest einen Sicherungshaken (3) aufweist, der dazu ausgebildet ist, in einem Sicherheitsbereich zur Absturzsicherung in Eingriff mit einem Sicherungsseil (4) gebracht zu werden. Darüber hinaus weist die Flugdrohne (2) eine Detektionseinrichtung (5) zum Erkennen eines erfolgreichen Eingriffs des Sicherungshakens (3) mit dem Sicherungsseil (4) auf. Weiterhin werden ein Flugdrohnensicherheitssystem (1) sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Flugdrohne (2) angegeben.

Description

Es werden eine Flugdrohne, ein Flugdrohnensicherheitssystem sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Flugdrohne angegeben.
Die Automatisierung von Arbeitsschritten und die Verwendung von Robotern sind in der Industrie bereits heute sehr verbreitet. In Zukunft werden vor allem Drohnen in diesem Bereich an Bedeutung gewinnen. Um eine Drohne in der Industrie, in der Logistik oder anderen Arbeitsbereichen wirklich nutzen zu können, muss diese selbstständig arbeiten können und dabei dennoch zuverlässig sein und vor allem die Sicherheit anderer Mitarbeiter nicht gefährden. Beispielsweise werden Drohnen immer häufiger für Inventuren, Scan-Prozesse oder ähnliche Aufgaben der Datenerfassung eingesetzt. Die Einsatzgebiete erstrecken sich oftmals in Gebäuden primär auf menschenleere Bereiche oder auf Erfassungszeiten nach Dienstschluss der Mitarbeiter. Der Grund hierfür ist fehlende Freigabe der Arbeitssicherheit, da Drohnen abstürzen und Menschen verletzen können. Wird eine Drohe beispielsweise verwendet, um Waren zu transportieren, könnte ein Absturz dieser Drohne für Mitarbeiter am Boden schwere Verletzungen verursachen. Die herunterfallende Drohne und die transportierte Ware könnten je nach Gewicht und Flughöhe äußerst gefährlich werden. Weiterhin könnte man sich an den Rotoren der Drohne verletzen. Neben den Menschen besteht noch die Gefahr, dass z.B. in einer Produktionsumgebung zur Herstellung von Fahrzeugen lackierte Fahrzeuge beschädigen werden können.
Für die Verwendung von Drohnen in einem Arbeitsumfeld muss diese also komplett sicher für alle Menschen in der Umgebung seinen, selbst bei technischen Schwierigkeiten.
Es gibt beispielsweise bereits verschiedene Arten von Rotorschutzeinrichtungen, um Drohnen sicherer zu gestalten. Diese schützen vor möglichen Verletzungen an den Rotorblättern, verhindern allerdings keine Verletzungen durch abstürzende Drohnen.
Weiterhin gibt es verschiedene Systeme die bei technischen Problemen, wie z.B. Störung der Kommunikationsverbindung, eine automatische und sichere Notlandung einleiten. Die Druckschrift DE 10 2019 120 258 A1 beschreibt z.B. ein Multikopter-Fluggerät, das eine Mehrzahl von in einer Ebene angeordneten Hauptrotoren, eine Rotorschutzeinrichtung zum Schutz der Hauptrotoren bei einer Kollision, zumindest zwei Sicherheitsrotoren, und eine Sicherheitseinrichtung mit einer Detektionseinrichtung zur Detektion eines Ausfalls zumindest eines Hauptrotors aufweist. Die Sicherheitseinrichtung ist dazu ausgebildet, bei einer Detektion eines Ausfalls zumindest eines Hauptrotors die Sicherheitsrotoren zu aktivieren. Doch auch diese Systeme verhindern keinen Absturz bei Ausfall eines Rotors.
Es ist eine zu lösende Aufgabe zumindest einiger Ausführungsformen, eine Flugdrohne und ein Flugdrohnensicherheitssystem anzugeben, durch welche eine Verletzungsgefahr von Personen durch einen Absturz einer Flugdrohne verhindert werden kann. Eine weitere Aufgabe ist es, ein Verfahren zum Betreiben einer Flugdrohne anzugeben.
Diese Aufgaben werden durch Gegenstände gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen des Gegenstandes gehen weiterhin aus den abhängigen Patentansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und aus der Zeichnung hervor.
Eine hier beschriebene Flugdrohne weist gemäß zumindest einer Ausführungsform einen Sicherungshaken auf, der dazu ausgebildet ist, in einem Sicherheitsbereich in Eingriff mit einem Sicherungsseil, welches in dem Sicherheitsbereich angebracht ist, gebracht zu werden. Dieser Eingriff soll der Absturzsicherung dienen, sodass eine Gefährdung von Personen ausgeschlossen werden kann. Weiterhin weist die Flugdrohne eine Detektionseinrichtung zum Erkennen des Eingriffs des Sicherungshakens bzw. des erfolgreichen Eingriffs des Sicherungshakens mit dem Sicherungsseil auf. Der Sicherungshaken ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass er so weit vom Grundkörper der Flugdrohne abragt, dass Rotoren der Flugdrohne nicht in Kontakt mit dem Sicherungsseil geraten können, wenn sich der Sicherungshaken im Eingriff mit dem Sicherungsseil befindet. Weiterhin ist es Sicherungshaken vorzugsweise derart ausgebildet, dass sich die Flugdrohne entlang des Sicherungsseils bewegen kann, wenn sich der Sicherungshaken der Flugdrohne im Eingriff mit Sicherungsseil befindet.
Die Detektionseinrichtung kann z.B. am Sicherungshaken angeordnet sein. Beispielsweise umfasst die Detektionseinrichtung einen Sensor oder mehrere Sensoren. Vorzugsweise weist die Detektionseinrichtung zumindest eine Lichtschrankenvorrichtung auf. Durch die Detektionseinrichtung kann erkannt werden, ob sich der Sicherungshaken der Flugdrohne im Eingriff mit dem Sicherungsseil befindet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Flugdrohne eine Schnittstelle zur Drohnensteuerung auf, welche dazu eingerichtet ist, Signale von der Detektionseinrichtung zu empfangen. Vorzugsweise ist die Detektionseinrichtung derart ausgebildet, dass ein erfolgreicher Eingriff des Sicherungshakens am Sicherungsseil an die Schnittstelle zur Drohnensteuerung kommuniziert werden kann. So kann dafür gesorgt werden, dass die Flugdrohne erst nach einer Freigabe nach erfolgreicher Sicherung durch den Sicherungshaken bzw. nach erfolgreichem Eingriff des Sicherungshakens am Sicherungsseil in den Sicherheitsbereich einfliegen kann.
Weiterhin wird ein Flugdrohnensicherheitssystem angegeben, das zumindest ein Sicherungsseil innerhalb eines Sicherheitsbereichs zum Sichern einer Flugdrohne vor einem Absturz aufweist. Bei dem Sicherheitsbereich kann es sich z.B. um einen Produktionsabschnitt innerhalb einer Produktionshalle oder um Mitarbeiterwegstrecken innerhalb einer Produktionsumgebung handeln. Weiterhin weist das Flugdrohnensicherheitssystem zumindest eine Flugdrohne auf, die einen Sicherungshaken aufweist, der dazu ausgebildet ist, im Sicherheitsbereich zur Absturzsicherung in Eingriff mit dem Sicherungsseil gebracht zu werden. Vorzugsweise ist es Sicherungshaken derart ausgebildet, dass sich die Flugdrohne innerhalb des Sicherheitsbereichs im Flugbetrieb entlang des Sicherungsseil bewegen kann, während sich der Sicherungshaken im Eingriff mit dem Sicherungsseil befindet. Des Weiteren weist das Flugdrohnensicherheitssystem eine Detektionseinrichtung zum Erkennen eines erfolgreichen Eingriffs des Sicherungshakens mit dem Sicherungsseil auf. Die Detektionseinrichtung kann z.B. an der Flugdrohne, wie z.B. am Sicherungshaken der Flugdrohne, angeordnet sein. Alternativ kann die Detektionseinrichtung beispielsweise auch in der Umgebung des Sicherheitsbereichs angeordnet sein. Die Detektionseinrichtung kann z.B. einen oder mehrere Sensoren aufweisen. Weiterhin kann die Detektionseinrichtung beispielsweise eine Lichtschranke umfassen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Flugdrohnensicherheitssystem eine Schnittstelle zur Drohnensteuerung auf, wobei die Schnittstelle dazu eingerichtet ist, Signale von der Detektionseinrichtung zu empfangen. Um beispielsweise sicher zu gehen, dass die Flugdrohne auch richtig eingehängt ist, während die Flugdrohne sich im Sicherheitsbereich aufhält, prüft die Detektionseinrichtung, ob sich der Sicherungshaken im Eingriff mit bzw. über dem Sicherungsseil befindet. Dies wird entsprechend über die Schnittstelle an die Flugdrohne kommuniziert. Diese darf erst nach Freigabe der Detektionseinrichtung in den Sicherheitsbereich einfliegen. Die Schnittstelle kann beispielsweise an der Flugdrohne angeordnet sein weiterhin kann die Schnittstelle zur Drohnensteuerung in einer Umgebung außerhalb der Flugdrohne angeordnet sein.
Des Weiteren wird ein Verfahren zum Betreiben einer Flugdrohne angegeben. Die vorab beschriebenen Merkmale in Bezug auf die bisher beschriebene Flugdrohne und/oder das bisher beschriebene Flugdrohnensicherheitssystem können auch für die im Folgenden, im Zusammenhang mit dem Verfahren beschriebene Flugdrohne oder das Flugdrohnensicherheitssystem gelten.
Bei dem Verfahren wird ein Flugdrohnensicherheitssystem bereitgestellt, welches zumindest ein Sicherungsseil innerhalb eines Sicherheitsbereichs aufweist. Das Sicherungsseil ist dabei zum Sichern einer Flugdrohne vor einem Absturz im Sicherheitsbereich eingerichtet. Weiterhin wird zumindest eine Flugdrohne bereitgestellt, die einen Sicherungshaken aufweist, der dazu ausgebildet ist, im Sicherheitsbereich zur Absturzsicherung in Eingriff mit dem Sicherungsseil gebracht zu werden.
Die Flugdrohne wird in den Sicherheitsbereich bewegt bzw. fliegt in den Sicherheitsbereich ein, wobei beim Eintritt der Flugdrohne in den Sicherheitsbereich der Sicherungshaken der Flugdrohne zum Zweck der Absturzsicherung in Eingriff mit dem Sicherungsseil gebracht wird. Weiterhin bewegt sich die Flugdrohne bzw. fliegt die Flugdrohne innerhalb des Sicherheitsbereichs, wobei sich der Sicherungshaken der Flugdrohne über dem Sicherungsseil bzw. in Eingriff mit dem Sicherungsseil befindet, insbesondere solange sich die Flugdrohne innerhalb des Sicherheitsbereichs bewegt. Durch das hier beschriebene Verfahren kann verhindert werden, dass Personen durch eine abstürzende defekte Flugdrohne verletzt werden könnten.
Weiterhin kann bei dem Verfahren durch eine Detektionseinrichtung ermittelt werden, ob sich der Sicherungshaken der Flugdrohne über dem Sicherungsseil bzw. in Eingriff mit dem Sicherungsseil befindet. Die Detektionseinrichtung kann dabei an der Flugdrohne, wie z.B. am Sicherungshaken der Flugdrohne, oder alternativ außerhalb, d.h. in der Umgebung des Sicherheitsbereichs, angeordnet sein. Weiterhin ist es möglich, dass Signale der Detektionseinrichtung an eine Schnittstelle zur Drohnensteuerung übermittelt werden. Dadurch kann z.B. dafür gesorgt werden, dass die Flugdrohne erst dann in den Sicherheitsbereich einfliegen kann, wenn ein Eingriff des Sicherungshakens am Sicherungsseil durch die Detektionseinrichtung festgestellt worden ist.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen des hier beschriebenen Flugdrohnensicherheitssystem bzw. des Verfahrens ergeben sich aus der im Folgenden in Verbindung mit der 1 beschriebenen Ausführungsform.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Flugdrohnensicherheitssystem 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel.

Das Flugdrohnensicherheitssystem 1 weist ein Sicherungsseil 4 auf, welches innerhalb eines Sicherheitsbereichs zum Sichern einer Flugdrohne vor einem Absturz angeordnet ist. Eine Flugdrohne 2, die im gezeigten Ausführungsbeispiel als Multikopter-Fluggerät ausgebildet ist und vier Hauptrotoren aufweist, weist einen Sicherungshaken 3 auf, welcher sich ab dem Eintritt der Flugdrohne 2 in den Sicherheitsbereich im Eingriff mit dem Sicherungsseil 4 befindet. Durch eine Detektionseinrichtung 5, die sich im gezeigten Ausführungsbeispiel am Sicherungshaken 3 befindet, und die beispielsweise eine Lichtschranke umfassen kann, kann detektiert werden, ob ein erfolgreicher Eingriff zwischen Sicherungshaken 3 und Sicherungsseil 4 erfolgt ist. Entsprechende Signale können von der Detektionseinrichtung 5 an eine Schnittstelle zur Drohnensteuerung 6 übertragen werden. Dadurch kann sichergestellt werden, dass die Flugdrohne 2 erst nach einem Eingriff des Sicherungshakens 3 am Sicherungsseil 4 in den Sicherheitsbereich einfliegen kann, und dass die Flugdrohne 2 während ihres gesamten Aufenthalts im Sicherheitsbereich durch den Sicherungshaken 3 am Sicherungsseil 4 gesichert ist.
Durch ein hier beschriebenes Flugdrohnensicherheitssystem 1 kann vorteilhafterweise die Sicherheit von Mitarbeitern gewährleistet werden. Dadurch ist z.B. der Einsatz einer solchen Flugdrohne 2 innerhalb des Flugdrohnensicherheitssystems 1 in der Logistik, in der Produktion, usw. möglich.
Alternativ oder zusätzlich kann das in der Figur gezeigte Ausführungsbeispiel weitere Merkmale gemäß den Ausführungsformen der allgemeinen Beschreibung aufweisen.
Bezugszeichenliste

1: Flugdrohnensicherheitssystem
2: Flugdrohne
3: Sicherungshaken
4: Sicherungsseil
5: Detektionseinrichtung
6: Schnittstelle zur Drohnensteuerung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102019120258 A1 [0005]

Claims

Flugdrohne (2), aufweisend - zumindest einen Sicherungshaken (3), der dazu ausgebildet ist, in einem Sicherheitsbereich zur Absturzsicherung in Eingriff mit einem Sicherungsseil (4) gebracht zu werden, und - eine Detektionseinrichtung (5) zum Erkennen eines erfolgreichen Eingriffs des Sicherungshakens (3) mit dem Sicherungsseil (4).
Flugdrohne nach Anspruch 1, wobei die Detektionseinrichtung (5) zumindest eine Lichtschranke aufweist.
Flugdrohne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Detektionseinrichtung (5) am Sicherungshaken (3) angeordnet ist.
Flugdrohne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend eine Schnittstelle zur Drohnensteuerung (6), welche dazu eingerichtet ist, Signale von der Detektionseinrichtung (5) zu empfangen.
Flugdrohnensicherheitssystem (1), aufweisend - zumindest ein Sicherungsseil (4) innerhalb eines Sicherheitsbereichs zum Sichern einer Flugdrohne (2) vor einem Absturz, - zumindest eine Flugdrohne (2), die einen Sicherungshaken (3) aufweist, der dazu ausgebildet ist, im Sicherheitsbereich zur Absturzsicherung in Eingriff mit dem Sicherungsseil (4) gebracht zu werden, und - eine Detektionseinrichtung (5) zum Erkennen eines erfolgreichen Eingriffs des Sicherungshakens (3) mit dem Sicherungsseil (4).
Flugdrohnensicherheitssystem nach Anspruch 5, wobei die Detektionseinrichtung (5) an der Flugdrohne (2), insbesondere am Sicherungshaken (3) der Flugdrohne (2), angeordnet ist.
Flugdrohnensicherheitssystem nach Anspruch 5, wobei die Detektionseinrichtung (5) in einer Umgebung außerhalb der Flugdrohne (2) angeordnet ist.
Flugdrohnensicherheitssystem nach einem der Ansprüche 5 bis 7, aufweisend eine Schnittstelle zur Drohnensteuerung (6), welche dazu eingerichtet ist, Signale von der Detektionseinrichtung (5) zu empfangen.
Flugdrohnensicherheitssystem nach Anspruch 8, wobei die Schnittstelle zur Drohnensteuerung (6) an der Flugdrohne (2) angeordnet ist.
Flugdrohnensicherheitssystem nach Anspruch 8, wobei die Schnittstelle zur Drohnensteuerung (6) in einer Umgebung außerhalb der Flugdrohne (2) angeordnet ist.
Verfahren zum Betreiben einer Flugdrohne, aufweisend die folgenden Schritte: - Bereitstellen eines Flugdrohnensicherheitssystems (1), welches zumindest ein Sicherungsseil (4) innerhalb eines Sicherheitsbereichs zum Sichern einer Flugdrohne (2) vor einem Absturz aufweist, - Bereitstellen zumindest einer Flugdrohne (2), die einen Sicherungshaken (3) aufweist, der dazu ausgebildet ist, im Sicherheitsbereich zur Absturzsicherung in Eingriff mit dem Sicherungsseil (4) gebracht zu werden, - Bewegen der Flugdrohne (2) in den Sicherheitsbereich, wobei beim Eintritt der Flugdrohne (2) in den Sicherheitsbereich der Sicherungshaken (3) der Flugdrohne (2) zur Absturzsicherung in Eingriff mit dem Sicherungsseil (4) gebracht wird, und - Bewegen der Flugdrohne (2) innerhalb des Sicherheitsbereichs, wobei sich der Sicherungshaken (3) der Flugdrohne (2) in Eingriff mit dem Sicherungsseil (4) befindet.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei durch eine Detektionseinrichtung (5) ermittelt wird, ob sich der Sicherungshaken (3) der Flugdrohne (2) in Eingriff mit dem Sicherungsseil (4) befindet.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei Signale der Detektionseinrichtung (5) an eine Schnittstelle zur Drohnensteuerung (6) übermittelt werden.