DE202017005797U1

DE202017005797U1 - Tragende Struktur für einen Multicopter

Info

Publication number: DE202017005797U1
Application number: DE202017005797.2U
Authority: DE
Original assignee: Nickel Holding GmbH
Current assignee: Nickel Holding GmbH
Priority date: 2017-11-08
Filing date: 2017-11-08
Publication date: 2017-11-15
Anticipated expiration: 2027-11-09

Abstract

Tragende Struktur (10) für einen Multicopter (1) umfassend mindestens drei Aufnahmen (16) für Motoren (14) und einen in einer ersten horizontalen Ebene liegenden tragenden Rahmen (12), dadurch gekennzeichnet, dass der tragende Rahmen (12) einen Aufnahmebereich zur Aufnahme von zu transportierenden Gütern (18) seitlich umschließt, wobei der Aufnahmebereich frei von Teilen der tragenden Struktur (10) ist und nicht von Teilen der tragenden Struktur (10) überdeckt wird, so dass ein freier Zugang zu dem Aufnahmebereich in vertikaler Richtung sowohl von einer Oberseite aus gesehen als auch von einer Unterseite aus gesehen nicht durch Teile der tragenden Struktur (10) beeinträchtigt wird, wobei die Aufnahmen (16) für Motoren (14) an dem tragenden Rahmen (12) angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine tragende Struktur für einen Multicopter umfassend mindestens drei Aufnahmen für Motoren und einen in einer ersten horizontalen Ebene liegenden ersten Rahmen. Ein Weiterer Aspekt der Erfindung betrifft einen Multicopter, welcher eine solche tragende Struktur umfasst.
Aus DE 20 2015 005 962 U1 ist eine modular erweiterbare Paketdrohne bekannt, welche eingerichtet ist, mehrere Pakete gleichzeitig zu transportieren. Dazu umfasst die Drohne Segmente mit Rotoren und ein oder mehrere Paketsegmente, welche zum Tragen von Paketen bestimmt sind. Die Anzahl der Segmente kann je nach Bedarf variiert werden.
US 2016/0016664 A1 beschreibt eine unbemannte flugfähige Liefervorrichtung mit einer Vielzahl von Rotoren. Die Liefervorrichtung verfügt über eine Kammer zur Aufnahme einer Nutzlast.
Nachteilig am Stand der Technik ist, dass die üblicherweise für Multicopter verwendeten tragenden Strukturen Teile wie Verstrebungen aufweisen, welche in einem Mittelpunkt zusammenlaufen. Insbesondere die tragenden Streben des Multicopters, an welchen die Rotoren befestigt sind, werden üblicherweise im Zentrum des Multicopters zusammengeführt. Dieser Bereich im Zentrum steht somit nicht vollständig für die Aufnahme von zu transportierenden Gütern zur Verfügung.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung eine tragende Struktur für einen Multicopter bereitzustellen, welche es erlaubt, in einem Multicopter einen möglichst großen Raum für die Aufnahme von zu transportierenden Gütern bereitzustellen.
Es wird eine tragende Struktur für einen Multicopter vorgeschlagen. Die tragende Struktur umfasst mindestens drei Aufnahmen für Motoren und einen in einer ersten horizontalen Ebene liegenden tragenden Rahmen, dadurch gekennzeichnet, dass der tragende Rahmen einen Aufnahmebereich zur Aufnahme von zu transportierenden Gütern seitlich umschließt, wobei der Aufnahmebereich frei von Teilen der tragenden Struktur ist und nicht von Teilen der tragenden Struktur überdeckt wird, so dass ein freier Zugang zu dem Aufnahmebereich in vertikaler Richtung sowohl von einer Oberseite aus gesehen als auch von einer Unterseite aus gesehen nicht durch Teile der tragenden Struktur beeinträchtigt wird, wobei die Aufnahmen für Motoren an dem tragenden Rahmen angeordnet sind.
Ein mit der vorgeschlagenen tragenden Struktur aufgebauter Multicopter erlaubt es vorteilhafterweise, die zu transportierenden Güter genau im Zentrum des Multicopters aufzunehmen. Dabei ragen keine Teile der tragenden Struktur in den Aufnahmebereich für die zu transportierenden Güter hinein oder blockieren einen Zugang von oben oder unten zu dem Aufnahmebereich.
Ein derartiger Multicopter weist üblicherweise zwischen 3 und 16 Rotoren auf, wobei die Anzahl der Rotoren von der Größe und der geforderten Nutzlast abhängig ist. Bevorzugt wird eine gerade Anzahl von Rotoren verwendet, wobei 4 oder 6 Rotoren besonders bevorzugt sind. Die Rotoren bzw. die Antriebe für die Rotoren sind an den Aufnahmen für die Motoren befestigt, welche wiederum mit dem tragenden Rahmen verbunden sind. Bevorzugt sind die Aufnahmen für die Motoren derart am tragenden Rahmen angeordnet, dass diese vom Zentrum der tragenden Struktur weg weisen. Die Aufnahmen für die Motoren können dabei in der gleichen Ebene wie der tragende Rahmen liegen oder beispielsweise mit Bezug auf diese Ebene nach oben oder nach unten angewinkelt sein.
Bevorzugt sind der tragende Rahmen und/oder die Aufnahmen für die Motoren aus einem faserverstärkten Kunststoff gefertigt.
Der faserverstärkte Kunststoff ist bevorzugt ausgewählt aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff, glasfaserverstärktem Kunststoff, aramidfaserverstärktem Kunststoff und Kombinationen mehrerer dieser Kunststoffe.
Alternativ dazu können der tragende Rahmen und/oder die Aufnahmen für die Motoren aus einem Leichtmetall gefertigt sein. Geeignete Leichtmetalle sind beispielsweise Aluminium sowie Legierungen wie eine Aluminiumlegierung oder eine Magnesiumlegierung.
Des Weiteren ist es denkbar, den Rahmen teilweise aus faserverstärktem Kunststoff und teilweise aus einem Leichtmetall zu fertigen.
In einer Ausführungsvariante ist der tragende Rahmen einstückig ausgestaltet. In einer weiteren Ausführungsvariante sind der tragende Rahmen sowie die Aufnahmen für die Motoren einstückig ausgestaltet. Dabei wird unter einstückig insbesondere verstanden, dass der tragende Rahmen bzw. der tragende Rahmen mit den Aufnahmen aus einem Werkstück herausgearbeitet wurden oder gemeinsam als ein Werkstück gefertigt wurden.
In einer anderen Ausführungsvariante ist der tragende Rahmen aus mehreren Einzelteilen aufgebaut, welche beispielsweise über Verbinder oder durch Kleben miteinander verbunden sind. Beispielsweise kann der tragende Rahmen aus mehreren Stäben aus faserverstärktem Kunststoff aufgebaut sein, welche über Verbinder aus einem Leichtmetall wie Aluminium miteinander verbunden sind.
Bevorzugt ist der tragende Rahmen in Form eines Vielecks, eines Kreises oder eines Ovals ausgestaltet sind. Beispiele für geeignete Vielecke sind insbesondere Dreiecke, Vierecke, insbesondere Quadrate und Rechtecke, und regelmäßige Sechsecke.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist es, einen Multicopter bereitzustellen, der eine der beschriebenen tragenden Struktur umfasst.
Bevorzugt umfasst der Multicopter des Weiteren Mittel zum Fixieren von zu transportierenden Gütern, wobei diese Mittel bevorzugt am tragenden Rahmen der tragenden Struktur angeordnet sind. Diese Mittel zum Fixieren sind bevorzugt derart ausgestaltet, dass diese zu transportierende Güter durch Klemmen und/oder durch Einspannen fixieren. Ein Beispiel hierfür sind linear bewegliche Klemmen, welche beispielsweise über einen Servomotor bewegt werden können.
Bevorzugt umfasst der Multicopter einen weiteren Rahmen, welcher in einer zweiten horizontalen Ebene liegt, welche parallel zur ersten horizontalen Ebene ist, wobei der weitere Rahmen mit dem tragenden Rahmen verbunden ist und wobei der weitere Rahmen den Aufnahmebereich zur Aufnahme von zu transportierenden Gütern seitlich umschließt.
Bevorzugt weist der weitere Rahmen im Wesentlichen die gleiche Form auf wie der tragende Rahmen, wobei der weitere Rahmen oberhalb oder unterhalb des tragenden Rahmens angeordnet und mit dem tragenden Rahmen verbunden ist. Dabei können Abstandshalter vorgesehen sein, um einen definierten Abstand zwischen dem tragenden Rahmen und dem weiteren Rahmen einzustellen.
Der weitere Rahmen dient zum einen als Schutz für den tragenden Rahmen im Fall einer Kollision des Multicopters mit einem Hindernis. Des Weiteren dient der weitere Rahmen bevorzugt als Befestigungspunkt für zum Betrieb des Multicopters notwendige elektrische und elektronische Komponenten wie Steuerung und Energiespeicher.
Bevorzugt ist der weitere Rahmen aus einem nicht mit Fasern verstärkten Kunststoff gefertigt. Als Material für den weiteren Rahmen sind insbesondere schlagfeste thermoplastische Kunststoffe wie ABS geeignet. Alternativ kann auch der weitere Rahmen aus einem faserverstärktem Kunststoff gefertigt sein, wobei grundsätzlich dieselben Materialien wie für den tragenden Rahmen geeignet sind.
Bevorzugt umfasst der Multicopter ferner eine Schutzabdeckung, welche den tragenden Rahmen und/oder den weiteren Rahmen zumindest teilweise umgibt. Des Weiteren umgibt die Schutzabdeckung bevorzugt die zum Betrieb des Multicopters notwendigen elektrischen und elektronischen Komponenten. Als Material für die Schutzabdeckung wird bevorzugt ein Kunststoff verwendet, welcher leicht ist und Stöße absorbieren kann ohne zu brechen. Insbesondere schlagfeste thermoplastische Kunststoffe wie ABS sind geeignet. Alternativ kann auch die Schutzabdeckung aus einem faserverstärktem Kunststoff gefertigt sein, wobei grundsätzlich dieselben Materialien wie für den tragenden Rahmen geeignet sind. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Schutzabdeckung als eine Folie ausgestaltet. Hierzu wird bevorzugt eine dünne und reißfeste Kunststofffolie eingesetzt.
Bevorzugt ist der Multicopter derart ausgestaltet, dass der Aufnahmebereich zur Aufnahme von zu transportierenden Gütern entlang der vertikalen Richtung von oben und/oder von unten frei zugänglich ist. Das heißt, dass keine Teile des Multicopters das Be- bzw. Entladen in vertikaler Richtung behindern. Um die zu transportierenden Güter während des fliegenden Transports zu schützen, kann der Multicopter mit einer Verschlusseinrichtung versehen sein. Eine solche Verschlusseinrichtung kann beispielsweise eine dünne reißfeste Folie umfassen, welche entlang einer Linearführung über und/oder unter den Aufnahmebereich gezogen werden kann. Das Öffnen und/oder das Schließen der Verschlusseinrichtung kann beispielsweise durch das Vorsehen geeigneter Antriebe automatisiert werden.
Bevorzugt ist der Multicopter derart ausgestaltet, dass das Beladen und das Entladen von oben möglich sind. Die Oberseite des Aufnahmebereichs wird als frei zugänglich verstanden, wenn sich kein Bauteil des Multicopters oberhalb des Aufnahmebereichs befindet.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Figuren stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar.
1 zeigt einen Multicopter 1 mit einer tragenden Struktur 10 in einer Ansicht von oben. Die tragende Struktur 10 umfasst einen tragenden Rahmen 12, sowie vier Aufnahmen 16 für Motoren 14. Die Aufnahmen 16 für die Motoren 14 sind mit dem tragenden Rahmen 12 verbunden und weisen vom Zentrum des Multicopters 1 weg.
Die tragende Struktur 10 ist in dem in 1 dargestellten Beispiel aus mehreren Teilen zusammengesetzt. In diesem Beispiel umfasst der tragende Rahmen 12 vier aus carbonfaserverstärktem Kunststoff gefertigte Stäbe, welche zu einer rechteckigen Form zusammengefügt sind. Die einzelnen Teile können beispielsweise über Verbinder oder durch Verkleben miteinander verbunden werden.
Das Zentrum des Multicopters 1 wird vom tragenden Rahmen 12 umschlossen und ist frei von tragenden Teilen. Dies erlaubt es, das zu transportierende Gut 18 direkt im Zentrum des Multicopters anzuordnen.
2A zeigt eine Schnittansicht des Multicopters 1 von der Seite entlang der in 1 mit A-A markierten Linie.
In der Schnittansicht der 2A ist zu erkennen, dass ein weiterer Rahmen 13 über Abstandshalter 15 von unten mit dem tragenden Rahmen 12 verbunden ist. Des Weiteren ist in der 2A schematisch dargestellt, dass das zu transportierende Gut 18, welches am tragenden Rahmen 12 für den Transport fixiert werden kann, in vertikaler Richtung sowohl nach oben als auch nach unten entnommen werden kann, da keine Teile der tragenden Struktur 10 im Wege stehen.
2B zeigt eine Ausführungsvariante des Multicopters 1, bei dem der weitere Rahmen 13 über Abstandshalter 15 an der Oberseite mit dem tragenden Rahmen 12 verbunden ist. Auch in dieser Ausführungsvariante kann das zu transportierende Gut 18 frei nach oben bzw. nach unten aus dem Multicopter 1 entnommen werden.
Bezugszeichenliste

1: Multicopter
10: tragende Struktur
12: tragender Rahmen
13: weiterer Rahmen
14: Motor
15: Abstandshalter
16: Aufnahm für Motor
18: zu transportierendes Gut

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 202015005962 U1 [0002]
US 2016/0016664 A1 [0003]

Claims

Tragende Struktur (10) für einen Multicopter (1) umfassend mindestens drei Aufnahmen (16) für Motoren (14) und einen in einer ersten horizontalen Ebene liegenden tragenden Rahmen (12), dadurch gekennzeichnet, dass der tragende Rahmen (12) einen Aufnahmebereich zur Aufnahme von zu transportierenden Gütern (18) seitlich umschließt, wobei der Aufnahmebereich frei von Teilen der tragenden Struktur (10) ist und nicht von Teilen der tragenden Struktur (10) überdeckt wird, so dass ein freier Zugang zu dem Aufnahmebereich in vertikaler Richtung sowohl von einer Oberseite aus gesehen als auch von einer Unterseite aus gesehen nicht durch Teile der tragenden Struktur (10) beeinträchtigt wird, wobei die Aufnahmen (16) für Motoren (14) an dem tragenden Rahmen (12) angeordnet sind.
Tragende Struktur (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der tragende Rahmen (12) und/oder die Aufnahmen (16) für Motoren aus einem faserverstärkten Kunststoff gefertigt sind.
Tragende Struktur (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der faserverstärkte Kunststoff ausgewählt ist aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff, glasfaserverstärktem Kunststoff, aramidfaserverstärktem Kunststoff und Kombinationen mehrerer dieser Kunststoffe.
Tragende Struktur (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der tragende Rahmen (12) und/oder die Aufnahmen (16) für die Motoren aus einem Leichtmetall gefertigt sind.
Tragende Struktur (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der tragende Rahmen (12) und/oder der weitere Rahmen (13) in Form eines Vielecks, eines Kreises oder eines Ovals ausgestaltet sind.
Tragende Struktur (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der tragende Rahmen (12) einstückig ausgestaltet ist.
Tragende Struktur (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der tragende Rahmen (12) sowie die Aufnahmen (16) für die Motoren einstückig ausgestaltet sind.
Multicopter (1) umfassend eine tragende Struktur (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7.
Multicopter (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Multicopter Mittel zum Fixieren von zu transportierenden Gütern (18) aufweist, wobei diese Mittel am tragenden Rahmen (12) der tragenden Struktur (10) angeordnet sind.
Multicopter (1) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Fixieren derart ausgestaltet sind, dass diese zu transportierende Güter durch Klemmen und/oder durch Einspannen fixieren.
Multicopter (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Multicopter (1) einen weiteren Rahmen (13) umfasst, welcher in einer zweiten horizontalen Ebene liegt, welche parallel zur ersten horizontalen Ebene ist, wobei der weitere Rahmen (13) mit dem tragenden Rahmen (12) verbunden ist und wobei der weitere Rahmen (13) den Aufnahmebereich zur Aufnahme von zu transportierenden Gütern (18) seitlich umschließt.
Multicopter (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Rahmen (13) aus einem nicht mit Fasern verstärkten Kunststoff gefertigt ist.
Multicopter (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Multicopter (1) ferner eine Schutzabdeckung umfasst, welche den tragenden Rahmen (12), und/oder den weiteren Rahmen (13) zumindest teilweise umgibt.
Multicopter (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Schutzabdeckung als eine Folie ausgestaltet ist.
Multicopter (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Aufnahmebereich zur Aufnahme von zu transportierenden Gütern (18) entlang der vertikalen Richtung von oben und/oder von unten frei zugänglich ist.