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Die Erfindung betrifft eine Landeplattform mit einer Landefläche für Transportdrohnen.
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Im Stand der Technik sind Transportdrohnen in Form von Multicoptern und Drohnen bekannt, welche autonom oder ferngesteuert von einem Startpunkt zu einem Zielpunkt fliegen können. Des Weiteren sind im Stand der Technik Vorrichtungen bekannt, um Sendungen entgegenzunehmen, welche mit einer Drohne transportiert wurden.
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Das Dokument
DE 10 2014 112 480 A1 beschreibt eine Vorrichtung zur Annahme und Aufbewahrung von Post- und Liefersendungen. Zum Transport verwendete Drohnen können auf einer Landeplattform landen und dort Sendungen abgeben. Die Vorrichtung weist einen Raum mit einer verschließbaren Öffnung auf, durch die Sendungen von der Landeplattform in den Innenraum gelangen können. Zum Aufladen oder zum Aufbewahren einer defekten Drohne kann eine Drohne ebenfalls durch die Öffnung in den Innenraum gelangen. Zum Aufbewahren der Sendungen sind Lagerbehälter mit übereinanderliegenden rotierbaren Etagen vorgesehen. Ein Greifarm befördert Sendungen von der Vorderseite in ein Fach des Lagerbehälters hinein. Zur Entnahme von Sendungen befördert der Greifarm die Sendung zu einer Ausgabeöffnung.
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Aus
DE 10 2016 210 627 A1 ist eine Vorrichtung zum Aufbewahren und Transportieren von Bauteilen bekannt, welche einen Multicopter mit einem Teilemagazin umfasst. Des Weiteren wird eine Entnahmestation beschrieben, mit der Bauteile aus der Aufbewahrungs- und Transportvorrichtung entnommen werden können.
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Bei der Verwendung von Transportdrohnen muss sichergestellt werden, dass Kollisionen mit Menschen und Gegenständen vermieden werden. Des Weiteren ist insbesondere bei Verwendung von Transportdrohnen in einer Umgebung, in der sich Menschen befinden, sicherzustellen, dass keine Verletzungen beim Umgang mit den Transportdrohnen auftreten können. Zum einen weisen die Transportdrohnen mit ihren Rotoren sich schnell drehende Teile auf, die bei Berührung eine Verletzung hervorrufen können. Zum anderen ist es möglich, dass eine defekte Transportdrohne abstürzt.
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Um derartige Probleme zu vermeiden, wird vorgeschlagen, einen Flugkorridor für die Transportdrohnen einzurichten, der frei von Hindernissen ist und in dem sich keine Menschen aufhalten können. Beispielsweise wird hierzu in einer Produktionsumgebung ein Bereich oberhalb von Anlagen und Laufwegen als Flugkorridor für die Transportdrohnen reserviert. Durch Netze und/oder Abdeckungen unterhalb des Flugkorridors können dann defekte Drohnen insbesondere am Eindringen in Laufwege gehindert werden. Problematisch hierbei ist, dass eine Transportdrohne zum Landen diesen sicheren Flugkorridor verlassen muss.
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Offenbarung der Erfindung
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Es wird eine Landeplattform für Transportdrohnen vorgeschlagen, welche eine Landefläche und eine Hubeinrichtung mit einem Antrieb umfasst. Die Hubeinrichtung ist dabei eingerichtet, eine Höhe der Landefläche anzupassen, wobei die Höhe von einer ersten Höhe, welche sich innerhalb eines Flugkorridors für die Transportdrohnen befindet, auf eine zweite Höhe, welche sich unterhalb des Flugkorridors befindet, verstellbar ist. Ferner umfasst die Landeplattform einen Signalgeber, der die Position der Landefläche markiert.
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Bei der Landefläche handelt es sich bevorzugt um eine ebene Fläche, welche derart dimensioniert ist, dass eine Transportdrohne auf dieser Fläche laden kann. Die Landefläche kann von einem erhöhten Rand begrenzt werden, welcher ein versehentliches heruntergleiten einer Transportdrohne von der Landefläche verhindert.
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Der Signalgeber ist bevorzugt als ein optischer Signalgeber oder als ein Funksignalgeber ausgestaltet.
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Ein optischer Signalgeber umfasst bevorzugt mindestens eine Lichtquelle, welche in festem räumlichem Bezug zur Landefläche angeordnet ist. Die mindestens eine Lichtquelle ist eingerichtet, ein Lichtsignal abzugeben, welches von einer Transportdrohne detektiert werden kann. Beispielsweise kann ein Lichtsignal im sichtbaren Bereich, im UV-Bereich oder im Infrarot-Bereich abgeben werden. Besonders bevorzugt werden hierbei mehrere Lichtquellen in einem festen räumlichen Bezug zur Landefläche angeordnet, so dass neben der Position der Landefläche auch deren Größe und/oder Ausrichtung durch Erkennen der mehreren Lichtquellen bestimmbar ist.
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Zusätzlich ist es denkbar, dass das Licht der mindestens einen Lichtquelle moduliert wird und eine als Lichtsignal kodierte Information überträgt.
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Alternativ oder zusätzlich kann ein optischer Signalgeber in Form von maschinenlesbaren optischen Markierungen ausgeführt sein, beispielsweise in Form von Barcodes oder QR-Codes.
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Ein Funksignalgeber umfasst mindestens eine Antenne, welche Funksignale aussendet, die von der Transportdrohne empfangen werden können. Die mindestens eine Antenne ist bevorzugt in fester räumlicher Beziehung zur Landefläche angeordnet. Durch Anpeilen der mindestens einen Antenne kann eine Transportdrohne ihre Position relativ zu der mindestens einen Antenne bestimmen. Sind mehrere Antennen vorgesehen, so kann die Transportdrohne neben der Position der Landefläche auch deren Größe und/oder Ausrichtung durch das Anpeilen der mehreren Antennen bestimmen.
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Zusätzlich ist es möglich, die Funksignale zu modulieren und darüber kodierte Informationen zu übertragen. Grundsätzlich kann das Funksignal beliebig ausgestaltet sein, es können jedoch insbesondere Standard-Funkverfahren wie WLAN, Bluetooth oder Zigbee durch den Funksignalgeber implementiert werden. Ein Funksignalgeber kann beispielsweise auch in Form eines RFID-Chips ausgestaltet sein, der dann beginnt Signale auszusenden, wenn eine Transportdrohne mit einem entsprechenden Lesegerät in der Nähe ist.
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Die über einen Signalgeber übertragene Information kann beispielsweise ausgewählt sein aus einer Kennung der Landeplattform oder kann bestimmte Anweisung an die Transportdrohne kodieren. Beispielsweise kann als eine Anweisung an die Transportdrohne übertragen werden, dass diese auf der Landefläche der Landeplattform landet und anschließend die Rotoren stromlos schaltet. Des Weiteren kann die Landeplattform der Transportdrohne insbesondere eine Information darüber übermitteln, auf welcher Höher sich die Landefläche der Landeplattform gerade befindet.
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Zusätzlich oder alternativ zu einer Übertragung von Informationen von der Landeplattform zu einer Transportdrohne kann eine Kommunikationseinrichtung vorgesehen sein, welche für eine Kommunikation zwischen der Landeplattform und einer Transportdrohne eingerichtet ist. Neben den im Zusammenhang mit dem Signalgeber beschriebenen Informationen kann insbesondere vorgesehen sein, dass eine Transportdrohne unter Verwendung der Kommunikationseinrichtung übermittelt, dass diese gelandet ist und ihre Rotoren stromlos geschaltet hat. Des Weiteren wäre es denkbar, dass eine Transportdrohne einen Befehl an die Landeplattform übermittelt, so dass diese die Höhe der Landeplattform entsprechend verstellt.
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Des Weiteren kann eine Sensoreinrichtung vorgesehen sein, welche eine Landung einer Transportdrohne erkennt und an eine Steuereinheit der Landeplattform übermittelt.
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Bei dem Flugkorridor handelt es sich um einen räumlichen Bereich, der für die Bewegung von Transportdrohnen eingerichtet ist. Beispielsweise kann in einer Produktionsumgebung, wie beispielsweise einer Fabrikhalle, ein bestimmter Bereich oberhalb von Maschinen und Laufwegen als Flugkorridor für Transportdrohnen reserviert sein. Der Flugkorridor wird nach unten hin bevorzugt durch Netze und/oder Abdeckungen begrenzt, die Menschen und Maschinen vor defekten Transportdrohnen schützen. Sollte eine Transportdrohne durch einen technischen Defekt oder einen Ausfall einer Steuerung abstürzen, so wird diese durch das Netz aufgefangen und eine Kollision mit Menschen oder Gegenständen in der Produktionsumgebung vermieden. Umgekehrt wird durch das Vorsehen eines abgetrennten Flugkorridors ein Eindringen von Menschen oder anderen Gegenständen in die Flugwege der Transportdrohnen unterbunden.
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Durch die Transportdrohnen können Gegenstände wie beispielsweise zu verpackende Produkte oder Bauteile zur Weiterverarbeitung transportiert werden.
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Dabei ist vorgesehen, dass das Be- und Entladen einer Transportdrohne außerhalb des Flugkorridors erfolgt. Dazu wird die Transportdrohne auf der Landefläche einer Landeplattform abgestellt, wobei sich die Landefläche hierbei in der zweiten Höhe befindet. Nach dem Be- bzw. Entladen einer Transportdrohne, wird diese durch die vorgeschlagene Landeplattform auf die erste Höhe angehoben und in den Flugkorridor befördert, indem die Höhe der Landefläche verstellt wird.
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Bei Vorsehen eines Netzes oder anderer Abdeckungen, um den Flugkorridor insbesondere nach unten hin abzusichern, werden an vorbestimmten Stellen Öffnungen vorgesehen, durch die die Landefläche der Landeplattform geschoben werden kann. Derartige Öffnungen werden überall dort angeordnet, wo eine Transportdrohne starten und/oder landen soll.
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Bevorzugt beginnt der Flugkorridor oberhalb einer Sicherheitshöhe, wobei die Sicherheitshöhe bevorzugt im Bereich von 2,5 bis 6 Meter gewählt ist. Besonders bevorzugt beträgt die Sicherheitshöhe mindestens 3 Meter.
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Die erste Höhe wird daher bevorzugt höher als die Sicherheitshöhe gewählt und beträgt bevorzugt mindestens 2,5 Meter, besonders bevorzugt mindestens 3 Meter und ganze besonders bevorzugt mindestens 5 Meter.
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Die erste Höhe wird in der Regel durch eine Deckenhöhe begrenzt, wobei gegebenenfalls ein zusätzlicher Sicherheitspuffer für Strukturen wie Stützbalken, Rohre oder Lampen vorgesehen ist.
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In der Regel wird die erste Höhe kleiner als 10 Meter gewählt.
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Eine geeignete erste Höhe beträgt beispielsweis 3 Meter.
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Die zweite Höhe ist entsprechend kleiner als die Sicherheitshöhe und ist bevorzugt im Bereich von 0,5 bis 2 Meter gewählt. Besonders Bevorzugt wird die zweite Höhe im Bereich von 0,6 bis 1 Meter gewählt. Die zweite Höhe wird beispielsweise auf ca. 90 cm festgelegt, was der üblichen Höhe eines Arbeitstisches entspricht.
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Bevorzugt umfasst die Landeplattform eine Steuereinheit.
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Die Steuereinheit der Landeplattform ist bevorzugt eingerichtet, nach der Landung einer Transportdrohne und einer Stromlosschaltung der Motoren bzw. der Rotoren der Transportdrohne die Höhe der Landefläche automatisch von der ersten Höhe auf die zweite Höhe zu verstellen.
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Bevorzugt ist die Steuereinheit eingerichtet, nach einer Entnahme einer Fracht der Transportdrohne und/oder nach einem Beladen der Transportdrohne die Höhe der Landefläche automatisch von der zweiten Höhe auf die erste Höhe zu verstellen.
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Für eine automatische Steuerung der Landeplattform steht die Steuereinheit bevorzugt mit einer zentralen Logistiksteuerung in Verbindung, welche des Weiteren mindestens mit einer Transportdrohne kommuniziert. Bevorzugt weist dabei die zentrale Logistiksteuerung eine Transportdrohne an, auf einer bestimmten Landeplattform zu landen. Des Weiteren kann die Logistiksteuerung die Transportdrohne nach einer Landung anweisen, die Rotoren stromlos zu schalten. Alternativ dazu kann ein Signal zur Stromlosschaltung der Rotoren auch von der Landeplattform an die jeweilige Transportdrohne übermittelt werden. Nach der Landung wird in einer Ausführungsform die Landeplattform durch die zentrale Logistiksteuerung angewiesen, die Höhe zu verstellen. In einer anderen Ausführungsform erkennt die Steuereinheit der Landeplattform die Landung selbstständig und verstellt daraufhin die Höhe der Landeplattform.
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Umgekehrt kann nach einem Beladen einer Transportdrohne durch eine zentrale Logistiksteuerung ein Befehl an die Steuereinheit der Landeplattform gesendet werden, die diese zu einer Höhenverstellung veranlasst. Alternativ dazu erkennt die Landeplattform den Abschluss des Beladens selbstständig und verstellt daraufhin die Höhe.
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Bevorzugt ist die Hubeinrichtung der Landeplattform als Scherenhubtisch, als Linearantrieb oder als pneumatische Hebevorrichtung ausgestaltet ist.
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Bei einer als Scherenhubtisch ausgestalteten Hubeinrichtung sind auf einem Grundrahmen Scheren mit Schenkeln vorgesehen, welche durch den Antrieb angetrieben eine Höhenänderung der Landeplattform ermöglichen. Der Antrieb kann beispielsweise als ein pneumatischer oder elektrisch angetriebener Zylinder, als Spindelantrieb, als Riemenantrieb oder als Schubkette ausgestaltet sein.
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Bei einer pneumatischen Hebevorrichtung wird die Landefläche von einem oder mehreren Pneumatik-Zylindern getragen, wobei die Höhe der Landefläche durch Verstellen der Zylinder verstellt wird. Der oder die Zylinder stellen dabei auch den Antrieb einer derart ausgestalteten Hubeinrichtung dar.
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Die Hubeinrichtung weist jeweils einen Antrieb auf, der über eine Steuereinheit der Landeplattform angesteuert werden kann, um die Höhe der Landeplattform zu verstellen.
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Insbesondere bei einer Ausführung der Hubeinrichtung als Scherenhubtisch kann vorgesehen sein, diese mit einer Umhüllung zu versehen und diese somit gegen versehentliche Berührung und einer Quetschgefahr für die Hände zu sichern. Eine solche Umhüllung kann beispielsweise als ein Faltenbalg ausgestaltet sein.
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In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Landeplattform zur festen Montage an einem Werktisch eingerichtet. Ein Werktisch ist beispielsweise ein Arbeitsplatz, an dem Bauteile zu Produkten zusammengesetzt werden, oder ist Teil einer Maschine, welche Teile verarbeitet. Dabei ist bevorzugt vorgesehen, dass die zweite Höhe der Höhe eines mit der Landeplattform verbundenen Werktischs entspricht.
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Alternativ dazu weist die Landeplattform Rollen auf, über die diese beweglich ist. Auf diese Weise kann die Landeplattform jeweils dort positioniert werden, wo diese gebraucht wird. Auch in dieser Ausführungsform ist es möglich, die zweite Höhe derart zu wählen, dass diese einer Arbeitshöhe eines Werktischs entspricht.
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Bevorzugt ist die Landeplattform als fahrerlos steuerbares Fahrzeug ausgestaltet. Besonders bevorzugt ist die Landeplattform als ein autonomes Fahrzeug ausgestaltet, welches selbsttätig zu einer Zielposition fahren kann. Hierbei weist die Landeplattform einen Motor auf, insbesondere einen Elektromotor, über den mindestens eine der Rollen antreibbar ist. Des Weiteren ist die Steuereinheit der Landeplattform bevorzugt eingerichtet, die Landeplattform ohne Eingriff eines Benutzers an einen Zielort zu fahren und dort abzustellen. Bevorzugt steht die Steuereinheit dazu mit einem zentralen Logistiksystem in Verbindung, welches mindestens eine Transportdrohne steuert, wobei die Landeplattform eingerichtet ist, mit dem zentralen Logistiksystem derart zu interagieren, dass die Landeplattform dort positioniert wird, wo gemäß den Anweisungen des Logistiksystems eine Transportdrohne landen soll.
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Im Rahmen eines Logistikprozesses, kann die zentrale Logistikeinrichtung die Versorgung einzelner Arbeitsplätze oder Maschinen innerhalb einer Produktionsumgebung planen, wobei jeweils eine Landeplattform automatisch dorthin geführt wird, wo eine Transportdrohne landen wird. Bevorzugt bewegt sich die Landeplattform autonom zu der ihr zugewiesenen Zielposition, so dass keine fortlaufende Verbindung zu einer zentralen Steuerung erforderlich ist.
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Vorteile der Erfindung
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Mit der erfindungsgemäßen Landeplattform kann eine sichere Verwendung von Transportdrohnen in einer Umgebung erreicht werden, in der sich Menschen und/oder viele Gegenstände befinden, welche durch eine Kollision mit einer Transportdrohne beeinträchtigt werden können. Vorteilhafterweise wird der eigentliche Transport bzw. der Flug der Transportdrohnen in einen sicheren Flugkorridor verlegt, welcher sich insbesondere oberhalb von Laufwegen befindet. Dieser Flugkorridor kann unter Verwendung von Netzen oder Abdeckungen nach unten hin abgesichert werden, so dass keine Gefahr von abstürzenden Transportdrohnen ausgeht.
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Besonders vorteilhaft ist, dass die Landeplattform eine höhenverstellbare Landefläche aufweist, so dass das Starten und Landen der Transportdrohnen jeweils innerhalb des Flugkorridors erfolgt. Erst nach dem Abschalten der Rotoren einer Transportdrohne wird diese durch Absenken der Landefläche aus dem Flugkorridor herausgeführt. Verletzungen durch versehentliches Berühren der beweglichen Rotoren werden dadurch ausgeschlossen. Auch werden Beschädigungen von Gegenständen durch eine unbeabsichtigte Berührung mit den Rotoren verhindert.
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In vorteilhaften Ausführungsformen ist die Landeplattform als ein fahrerlos steuerbares bzw. autonomes Fahrzeug ausgeführt und kann dadurch selbsttätig bzw. auf Veranlassung durch eine zentrale Logistiksteuerung dorthin geführt werden, wo diese gebraucht wird. Auf diese Weise kann dynamisch auf die Transportbedürfnisse in einer Produktionsumgebung reagiert werden.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
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1 zeigt schematisch eine Landeplattform 10. Die Landeplattform 10 umfasst eine Landefläche 12, welche von einer Hubeinrichtung 16 getragen wird. Die Hubeinrichtung 16 wiederum ist auf einem fahrerlosen Transportsystem 32 angeordnet. Die Hubeinrichtung 16 ist im in 1 dargestellten Beispiel als ein Scherenhubtisch ausgestaltet, welcher über einen Antrieb 26 in Form von Zylindern verfügt. Ein Faltenbalg 24 umhüllt die Hubeinrichtung 16 und schützt vor einer Berührung der mechanischen Teile.
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Die Landefläche 12 befindet sich in der Darstellung der 1 in einer ersten Höhe 18, welche so gewählt ist, dass sich die Landeplattform 12 innerhalb eines Flugkorridors für Transportdrohnen 100 befindet. Die Position der Landeplattform 12 wird durch einen Signalgeber 14 gekennzeichnet, der Signale aussendet, welche durch Transportdrohnen 100 empfangen werden kann. In der in 1 dargestellten Ausführungsform ist der Signalgeber 14 als ein optischer Signalgeber ausgestaltet und sendet Lichtsignale aus, welche von einer Transportdrohne 100 empfangen werden können. Der Signalgeber 14 ist in festem räumlichem Bezug zur Landefläche 12 angeordnet, so dass durch eine Bestimmung der Position des Signalgebers 14 die genaue Position der Landefläche 12 durch eine Transportdrohne 100 bestimmbar ist.
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Die in der 1 dargestellte Transportdrohne 100 kann die Lage der Landefläche 12 durch Erkennen des Signalgebers 14 bestimmen und auf der Landefläche 12 landen. Nach der Landung schaltet die Transportdrohne 100 ihre Rotoren ab. Die erfolgte Landung und das Stromlosschalten der Rotoren kann die Transportdrohne 100 der Landeplattform 10 übermitteln, wobei die Landeplattform 10 für eine Kommunikation mit der Transportdrohne 100 eine Kommunikationseinheit 30 umfasst.
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Die Kommunikationseinheit 30 steht mit einer Steuereinheit 28 der Landeplattform 10 in Verbindung. Nach Erhalt der Information über die erfolgte Landung wird durch die Steuereinheit 28 die Landefläche 12 von der ersten Höhe 18 auf eine zweite Höhe 20 abgesenkt. Hierzu betätigt die Steuereinheit 28 den Antrieb 26 der Hubeinrichtung 16.
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In der zweiten Höhe 20 befindet sich die Landefläche 12 außerhalb des Flugkorridors. Da die Transportdrohne 100 auf der Landefläche 12 sicher gelandet ist und deren Rotoren abgeschaltet sind, ist eine sichere Be- und Entladung der Transportdrohne 100 möglich.
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Wenn die Transportdrohne 100 wieder starten soll, veranlasst die Steuereinheit 28, dass die Landefläche 12 durch Betätigen des Antriebs 26 der Hubeinrichtung 16 wieder auf die erste Höhe 18 angehoben wird. Wieder im Flugkorridor angekommen, kann die Transportdrohne 100 starten und zu ihrem nächsten Ziel fliegen.
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Die Landeplattform 10 umfasst in der in 1 dargestellten ausführungsform ein fahrerloses Transportsystem 32, welches über angetriebene Rollen 22 ein automatisches Verschieben der Landeplattform 10 an einen anderen Ort erlaubt. Auf diese Weise kann die Landeplattform 10 selbsttätig jeweils zu dem Ort fahren, an dem eine Transportdrohne 100 landen oder starten soll. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Landeplattform 10 mit einem zentralen Logistiksystem in Verbindung steht, welches mindestens eine Transportdrohne 100 und mindestens eine Landeplattform 10 koordiniert.
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Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Landeplattform
- 12
- Landefläche
- 14
- Signalgeber
- 16
- Hubeinrichtung
- 18
- erste Höhe
- 20
- zweite Höhe
- 22
- Rolle
- 24
- Faltenbalg
- 26
- Antrieb
- 28
- Steuereinheit
- 30
- Kommunikationseinheit
- 32
- Fahrerloses Transportsystem
- 100
- Transportdrohne
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014112480 A1 [0003]
- DE 102016210627 A1 [0004]
