ES2706658B2 - Vehículo volador - Google Patents

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Description

DESCRIPCIÓN
Vehículo volador
Campo de la invención
La invención se refiere a un vehículo dispuesto para desplazarse por tierra y también por el aire. Más concretamente se refiere a un vehículo volador que se puede configurar para funcionar como con un vehículo por carretera, como por ejemplo un coche, y también para desplegar un conjunto de rotores con los que despegar y aterrizar verticalmente y desplazarse por el aire.
Antecedentes de la invención
En el estado de la técnica se conocen algunos documentos que describen vehículos terrestres adaptados para poder volar. Concretamente.
La solicitud de patente US20160207368A1 describe una aeronave que se puede elevar y aterrizar verticalmente, que tiene las características y dimensiones de un vehículo de carretera típico. Cuando se opera en la carretera, las ruedas funcionan con el motor. Cuando el vehículo está configurado para el vuelo, se despliegan unos propulsores desde el compartimiento de almacenamiento ubicado en el techo, que se hacen funcionar por el mismo motor.
La solicitud de patente US20180065435A1 muestra un coche volador, donde se utiliza un conjunto de rotores para elevación vertical y propulsores de empuje que se ubican en el centro del bastidor inferior del vehículo.
Hay otras propuestas, como la descrita en el documento de patente US9045226B2, donde se describe un módulo aéreo que incluye uno o más rotores y que se engancha a un vehículo terrestre, dotándole la capacidad de volar.
Los documentos CA2840823 A1 (GAONJUR) y CN205675221 U (SHENZHEN DAJIANG INNOVATION TECHNOLOGY) describen vehículos voladores de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación independiente.
Descripción de la invención
La presente invención se refiere a un vehículo volador (100) dispuesto para desplazarse por tierra y para volar, caracterizado porque comprende:
- unoovariosmotores(109),
- un chasis (105) compuesto de una estructura inferior (107) y una estructura superior (106) unidas ambas por unas barras (108),
- un sistema autónomo de conducción y vuelo basado al menos en GPS, uno o varios giróscopos, uno o varios acelerómetros y una tarjeta controladora,
- uno o varios rotores (103) con al menos dos palas (104) cada uno,
donde en dicha estructura inferior (107) se sitúan las ruedas (121) del vehículo volador (100) y dichos uno o varios motores (109),
donde dicho uno o varios motores (109) están dispuestos para suministrar energía a dichos uno varios rotores (103),
donde cada uno de dichos uno o varios rotores (103) se une a la estructura superior (106) por medio de unos brazos (102),
donde, cuando el vehículo volador (100) funciona en modo terrestre, dichas palas (104) están plegadas y dichos brazos (102) con dichos rotores (103) también están plegados, situándose sobre dicha estructura superior (106), debajo de la parte superior, es decir, del techo (101), del chasis (105) del vehículo volador (100),
donde, cuando el vehículo volador (100) funciona en modo volador, dichas palas (104) están desplegadas y los brazos (102) junto con los rotores (103) están desplegados fuera de la estructura superior (106) y la parte superior del chasis (105) para su funcionamiento, y
donde cada uno de dichos brazos (102) incorpora un actuador electrónico (114) dispuesto para realizar el despliegue y/o el repliegue de dichos brazos (102), rotores (103) y palas (104) en varias fases que entran en cascada, donde en cada fase se anula la entrada de corriente a la anterior fase y la siguiente fase, de tal forma que garantiza que el movimiento es el programado en cascada.
A diferencia de las soluciones existentes, el vehículo-volador (100) de la presente invención permite una gran versatilidad y flexibilidad. Los elementos que permite actuar en modo volador, es decir, brazos (102), rotores (103) y palas (104), permanecen plegados, escamoteados en la estructura superior (106) del chasis (105), debajo del techo (101), lo que permite utilizar el vehículo volador (100) en modo terrestre (100) de una forma similar a cualquier otro vehículo terrestre.
El sistema de despliegue y repliegue está perfectamente controlado y sincronizado de tal forma que cada elemento quede en su posición sin intervención manual.
Por otro lado, tanto la operativa de despliegue y repliegue como la operación de vuelo, es alimentada eléctricamente por las mismas baterías, o pilas de combustible, o generador en caso de motor gas, que el utilizado en el modo terrestre, de tal forma que hay un solo punto o grupo de suministro de energía.
Gracias a la incorporación de elementos que facilitan el vuelo autónomo y los sistemas de control, el vuelo es suave y seguro. Incluso, este diseño permite que, si algún rotor (103) deja de funcionar, el control pueda compensarlo y el vehículo volador (100) pueda seguir volando de forma segura. Como último recurso saldrá despedido de un pequeño compartimento en el techo (101) un paracaídas, si el fallo es de mayor envergadura, también accionado por la tarjeta controladora.
Estas y otras ventajas se ven evidentes a la luz de la descripción detallada de la invención.
Breve descripción de los dibujos
Las anteriores y otras ventajas y características se entenderán más completamente a partir de la siguiente descripción detallada de realizaciones, con referencia a las siguientes figuras, que deben considerarse de una manera ilustrativa y no limitativa.
La figura 1 muestra un ejemplo del chasis del vehículo volador, que incluye estructura inferior, de tipo plataforma, y zona central con espacio para las baterías, mientras que hay cuatro barras de unión con la estructura superior para alojo de los brazos y las palas, donde las baterías son recargables por los motores.
La figura 2 muestra el chasis con los brazos y las palas plegados.
La figura 3 muestra el chasis con los brazos traseros desplegándose.
La figura 4 muestra el chasis con los brazos delanteros desplegándose.
La figura 5 muestra el chasis con las palas inferiores desplegándose. El actuador electrónico actúa como un servomotor.
La figura 6 muestra el chasis con palas intermedias e inferiores desplegándose. Han llegado al final del recorrido y el electroimán invierte los polos y se despega del imán de neodimio.
La figura 7 muestra las palas que giran para empezar a volar. Las palas de cada lado giran al contrario de las palas del otro lado para evitar el efecto acción-reacción. En esta posición el vehículo volador empezaría a subir con las revoluciones necesarias.
La figura 8 muestra cómo los rotores giran hacia delante con respecto al plano horizontal para avanzar hacia delante el vehículo volador durante el vuelo.
La figura 9 muestra un ejemplo de realización del aspecto del vehículo volador. El modelo es imaginario, puede tener cualquier otro aspecto. Lo importante es que tiene un aspecto de coche actual. El techo es un poco más abultado, es donde se aloja todo el sistema de brazos y palas plegados.
La figura 10 muestra el vehículo volador con compuertas laterales en techo abriéndose para dejar libre el espacio para los brazos cuando se desplieguen.
La figura 11 muestra el vehículo volador con los brazos traseros desplegándose.
La figura 12 muestra el vehículo volador con los brazos delanteros desplegándose.
La figura 13 muestra el vehículo volador con las palas inferiores desplegándose. El actuador electrónico actúa como un servomotor.
La figura 14 muestra el vehículo volador con palas intermedias e inferiores desplegándose. Han llegado al final del recorrido y el electroimán invierte los polos y se despega del imán de neodimio.
La figura 15 muestra el vehículo volador con las palas que giran para empezar a volar. Las palas de cada lado giran al contrario de las palas del otro lado para evitar el efecto acción reacción. En esta posición el vehículo volador empezaría a subir con las revoluciones necesarias.
La figura 16 muestra una vista lateral del vehículo volador con las palas que giran para empezar a volar. Las palas de cada lado giran al contrario de las palas del otro lado para evitar el efecto acción reacción. En esta posición el vehículo volador empezaría a subir con las revoluciones necesarias.
La figura 17 muestra el vehículo volador con los rotores que giran hacia delante con respecto al plano horizontal para avanzar hacia delante.
La figura 18 muestra una vista lateral del vehículo volador con los rotores que giran hacia delante con respecto el plano horizontal para avanzar hacia delante.
La figura 19 muestra un detalle de la maquinaria de plegado y desplegado de los brazos. Con actuador electrónico, engranajes, eje con una rosca sin fin, engranaje fijo al eje del giro del brazo, brazo y motor con palas plegadas.
La figura 20 muestra otra vista de los engranajes de la maquinaria de plegado y desplegado de los brazos.
La figura 21 muestra una vista adicional de los engranajes de la maquinaria de plegado y desplegado de los brazos.
La figura 22 muestra el detalle de la pala inferior desplegándose, cuando llega a 120° (en caso de que el rotor tenga dos palas será 180°) la pala inferior empieza a arrastrar a la segunda pala mediante una protuberancia que engancha a esta. La pala superior esta inmóvil ya que el electroimán que se mueve al crear un campo magnético alrededor de él, hace que se pegue al imán de neodimio encastrado en la punta de la pala superior.
La figura 23 muestra el detalle de la pala inferior llegando a 240° y la pala intermedia llegando a 120°. El actuador electrónico que actúa como un servomotor, al alcanzar esos grados el servo para el motor ya l a vez invierte la corriente del electroimán despegándose del imán de neodimio. Ahora el electroimán se ha movido alejándose de la punta de la pala.
La figura 24 muestra el detalle del electroimán pegado a imán de neodimio encastrado en la punta de la pala superior. Junto al electroimán se localiza un sensor láser que cuando se están plegando las palas detecta a la pala superior que está rotando suavemente en el sentido contrario al de vuelo y le da corriente al electroimán para que se mueva y se pegue al imán de neodimio, inmovilizándola.
La figura 25 muestra un detalle más ampliado del mecanismo del electroimán con el imán de neodimio.
La figura 26 muestra el detalle del mecanismo de giro del rotor accionado por un servomotor fijado en el extremo exterior del brazo.
La figura 27 muestra el detalle del mecanismo de giro del rotor accionado por un servomotor fijado en el extremo exterior del brazo, cuando está girado.
La figura 28 muestra el detalle de las piezas del mecanismo de giro del rotor.
La figura 29 muestra los detalles del motor del rotor con eje de giro y del servomotor de rotación del rotor.
La figura 30 muestra el detalle de las piezas del mecanismo de giro del rotor y su dirección de encaje.
La figura 31 muestra el despiece de las palas, buje, motor del rotor, servomotor del giro del rotor y brazo.
La figura 32 muestra el detalle del buje y pala interior fijada al mismo. Detalle de la protuberancia que arrastra a la pala intermedia.
La figura 33 muestra el detalle de las palas superior e intermedia con arandela de tope atornillada al buje para que las palas no se salgan del buje. Detalle de las protuberancias para que la pala intermedia arrastre a la superior, también se ven las protuberancias para cuando se están plegando.
La figura 34 muestra una vista inferior del detalle de las protuberancias de la pala intermedia.
La figura 35 muestra un ejemplo de realización de la sección del techo del vehículo volador viéndose los brazos y las palas plegados.
La figura 36 muestra un ejemplo de realización de la sección a partir del chasis del techo del vehículo volador viéndose los brazos y las palas plegados.
La figura 37 muestra un detalle de la maquinaria de plegado y desplegado de los brazos situada sobre la parte superior del chasis del vehículo volador.
La figura 38 muestra sobre el chasis un detalle de los brazos y las palas plegados en un dibujo plano.
La figura 39 muestra un detalle de la maquinaria de plegado y desplegado de los brazos situada sobre la parte superior del chasis del vehículo volador en un dibujo plano.
Descripción detallada de la invención
Los elementos definidos en esta descripción detallada se proporcionan para ayudar a una comprensión global de la invención. En consecuencia, los expertos en la técnica reconocerán que variaciones y modificaciones de las realizaciones descritas en este documento pueden realizarse sin apartarse del alcance y espíritu de la invención. Además, la descripción detallada de las funciones y elementos suficientemente conocidos se omiten por razones de claridad y concisión.
La invención se refiere a un vehículo volador (100) dispuesto para desplazarse por tierra y también por el aire, es decir, ser un vehículo terrestre que a la vez es volador y en el que pueden viajar personas y/o llevar mercancías. El aspecto es igual al de un vehículo terrestre de calle, pero con la zona del techo (101) un poco más abultada. En el techo (101) es donde se encuentran ocultos todos los sistemas de brazos (102) y palas (104). Esta zona puede ir incorporada en el diseño del vehículo volador (100) desde la fábrica o puede ser una especie de mochila que se le incorpora a un vehículo terrestre de calle, a ser posible eléctrico, en el que se ha reforzado el chasis (105) para soportar dicha mochila. Es decir, los brazos (102) que unen los rotores (103) y las palas (104) a la estructura superior (106) del vehículo volador (100) o vienen ya instalados de serie, de fábrica, en el vehículo volador (100) o están dispuestos para instalarse y desinstalarse según convenga.
En una realización preferida, el vehículo volador (100) es eléctrico o de combustión a gas, es decir, está propulsado por motores (109) que son eléctricos o de combustión a gas, ya sea con transmisión al eje delantero, al eje trasero o a los dos ejes, así como uno o varios motores (109) pueden incorporar un generador eléctrico para producir electricidad para cuando el vehículo volador (100) está en modo volador.
En el caso de ser un vehículo volador (100) eléctrico este puede tener las siguientes configuraciones:
• Un motor (109) eléctrico por cada rueda, alimentado por baterías de última generación.
• Un motor (109) eléctrico por cada eje, alimentado por baterías de última generación.
• Un motor (109) eléctrico con transmisión, bien al eje delantero, al eje trasero, o a los dos ejes, alimentado por baterías de última generación.
• Un motor (109) eléctrico por cada rueda, alimentado por una o varias pilas de combustible con hidrogeno.
• Un motor (109) eléctrico por cada eje, alimentado por una o varias pilas de combustible con hidrogeno.
• Un motor (109) eléctrico con transmisión, bien al eje delantero, al eje trasero, o a los dos ejes, alimentado por una o varias pilas de combustible con hidrogeno.
En todos los modelos del vehículo volador (100) eléctrico, el vehículo volador (100) dispone de sistema eléctrico, sistema electrónico, baterías y pilas de combustible para el modo volador, es decir, para operar los rotores (103) del vehículo volador (100) en modo volador.
Cuando el motor (109) para que circule el vehículo volador (100) es a gas puede ir con transmisión bien al eje delantero, al eje trasero o a los dos ejes. Y tendrá unido un generador eléctrico encargado de producir electricidad para cuando esté en modo volador, con la suficiente potencia para que el vehículo volador (100) pueda volar con holgura. El motor (109) a gas funciona siempre, en modo terrestre y en modo volador. Opcionalmente puede incorporar también unas baterías cargadas con el generador.
Tanto en el modo terrestre como el modo volador la invención incorpora un sistema autónomo de conducción y vuelo con las últimas tecnologías. También se podrá conducir y volar de forma no autónoma, manual.
Estas tecnologías de vuelo autónomo, son principalmente para ciudades y/o lugares con más congestión de vehículos volando, donde el sistema autónomo, seguro, puede incorporar un GPS en el que sea posible programar una dirección en un plano digital y que el vehículo volador (100) se dirija directo a dicho punto a una altura y velocidad determinada, interactuando con un sistema global en el que se tenga en cuenta otros posibles drones y objetos voladores. Aunque en el momento de describir esta invención no hay una normativa específica al respecto, probablemente se habilitarán sitios específicos de aterrizaje y de despegue protegidos que no se estorben entre sí, dentro de un circuito de vuelo en cada ciudad.
En una realización, el vehículo volador (100) se compone de un chasis (105) compuesto por una estructura inferior (107), con barras (108) que la unen a una estructura superior (106).
En la estructura inferior (107) van instalados los motores (109) del vehículo volador (100), las baterías o pilas de combustible y las ruedas (121) del vehículo volador (100).
Dicho chasis (105), para minimizar el peso total, se puede construir con materiales ligeros y resistentes, como puede ser la fibra de carbono y materiales basados en el grafeno.
En la estructura superior (106) van instalados los brazos (102) con las palas (104) que forman parte del rotor (103) y que permiten hacer volar el vehículo volador (100) en modo volador. En una realización preferida, hay cuatro rotores (103), dos delanteros y dos traseros, cada uno soportado por su correspondiente brazo (102). Y cada rotor (103) puede tener al menos dos palas (104) y de forma preferida tres. La posición de dichas palas (104) es plegada debajo de la carrocería cuando la invención funciona en modo terrestre, por carretera.
El despliegue y el repliegue de los brazos (102) se hace mediante un actuador electrónico (114) con varias fases que entran en cascada, donde en cada fase se anula la entrada de corriente a la anterior fase y la siguiente fase, de tal forma que garantice que el movimiento es el programado en cascada.
Tanto los brazos (102), como las palas (104), e incluso partes específicas de los rotores (103), para minimizar el peso total, se pueden construir con materiales ligeros y resistentes, como puede ser la fibra de carbono y materiales basados en el grafeno.
A continuación, se describen dichas fases o etapas:
Fase 1: Es una fase opcional, donde el techo (101) de la estructura superior (106) del chasis (105) tiene unas compuertas (110) longitudinales en los laterales del vehículo volador (100), que giran sobre el eje longitudinal superior dejando libre esa zona para que los brazos (102) plegados bajo la carrocería del techo (101) puedan desplegarse.
Fase 2: Cada brazo (102) trasero plegado gira por un eje sujeto por unos rodamientos (no mostrados) encastrados en la estructura superior (106) del chasis (105). Cada uno de los brazos (102) se extiende y sale al exterior a través de un mecanismo que incluye un eje metálico y resistente con una rosca sin fin (112), movido por unos engranajes (113) y por el actuador electrónico (114) actuando como servomotor alimentado por el motor (109) y/o baterías del vehículo volador (100). Cuando llega a la posición desplegada el actuador electrónico (114)sedetiene.
Fase 3: Cada brazo (102) delantero plegado gira por un eje sujeto por unos rodamientos (no mostrados) encastrados en la estructura superior (106) del chasis (105). Cada uno de los brazos (102) se extiende y sale al exterior a través de un mecanismo que contiene un eje metálico y resistente con una rosca sin fin (112), movido por unos engranajes (113) y por el actuador electrónico (114) alimentado por el motor (109) y/o baterías del vehículo volador (100). Cuando llega a la posición desplegada el actuador electrónico (114) se detiene.
Fase 4: Los brazos (102) desplegados en las anteriores dos fases tienen las palas (104) plegadas, superpuestas unas sobre la otra y en la misma dirección que los brazos (102) de tal forma que cuando están plagados no ocupan especio. La pala (104) inferior esta atornillada al buje (115) del eje rotor (103) y las otras palas (104) van sueltas en el eje sobre la pala (104) inferior, pudiendo girar estas sobre la inferior ya que se han introducido en el buje (115). Para evitar que las palas (104) se salgan del buje (115), van confinadas con una arandela (116) sujeta mediante tornillos a la parte exterior del buje (115) que hace de tope. La pala (104) superior tiene un imán de neodimio (117) en la punta exterior de tal forma que en posición plegado está unido a un electroimán (118) colocado en una protuberancia (119) en el extremo interior del brazo (102) sin que roce con las palas (104).
Los actuadores electrónicos (114) ubicados en los brazos (102) en este momento actúan como servomotores. Empiezan a girar suavemente en el sentido de giro de vuelo de las palas (104), a los 120° la pala (104) inferior que va unida al buje (115) por tornillos (si fueran de dos palas (104) por rotor seria a los 180°) engancha mediante una protuberancia (119) a la pala (104) intermedia y la arrastra junto con la pala (104) inferior. A los 240° la pala (104) intermedia que va unida a la pala (104) inferior, topa con una protuberancia (119) con la pala (104) superior, a la vez el actuador electrónico (114), en este momento actuando como servomotor, se detiene y el electroimán (118) que sujeta la pala (104) superior cambia de polos, con lo que suelta el imán de neodimio (117), las palas (104) quedan extendidas para poder empezar a volar. Junto con lo prominencias mencionadas, la fuerza centrífuga y la resistencia del aire sobre las palas (104) cuando giran a gran velocidad hace que se mantengan en su posición unas con otras.
Fase 5: El tamaño de la pala (104) estará en función del tipo de vehículo volador (100) que se quiere tener. A menor radio, menor área de barrido, con lo que se necesita más revoluciones por minuto que origina mayor velocidad de salida del aire para sustentar el mismo peso. Se necesita que el aire de salida tenga suficiente velocidad para que cuando se descomponga en fuerzas horizontales y verticales, tengan suficiente fuerza de sustentación y pueda empujar a la vez con una fuerza horizontal suficiente para alcanzar la velocidad de crucero del vehículo volador (100) deseada. La velocidad horizontal del vehículo volador (100) en modo volador tendera a ser algo menor de la velocidad de la componente horizontal de salida del aire en los rotores (103) ya que el rozamiento del chasis (105) con el aire restara potencia y velocidad.
Para volar, los controles podrán ser parecidos a los drones más pequeños profesionales. Con varios controles que sirven para subir, avanzar, parar y girar
A continuación, a modo de ejemplo no limitativo, se muestran unos datos de potencia necesaria en el vehículo volador (100) y otros parámetros relevantes:
Peso del vehículo volador (100) 2.200 kg
Peso medio de 4 personas 380 kg
Peso del equipaje 140 kg
Peso total 2720 kg
Peso que soporta cada rotor (103) 2720 / 4 = 680 kg
1 CV= 0,748 kW
1 CV=75 kg.m/s
680 kg a 9,06 CV por motor (109) para subir a 1 m/s = 6863,20 W 680 kg a 12 CV por motor (109) para subir a 2 m/s = 13726,40 W 680 kg a 27,18 CV por motor (109) para subir a 3 m/s = 20589,60 W 680 kg a 36,24 CV por motor (109) para subir a 4 m/s = 27452,80 W 680 kg a 45,30 CV por motor (109) para subir a 5 m/s = 34316,00 W Potenciade unrotor(103):
P=1/2 X Área de barrido X densidad del aire X V3 X r Área de barrido con pala (104) de 0,8 m y un buje (115) de 0,15 m (0,95 m radio) = 1,94 m2
Densidad del aire = 1,22 kg/m3
Longitud de circunferencia exterior de pala (104) = 5.97 m
Paso de pala (104) = 0,95-1
Para unas revoluciones de 1407 rpm
V= Velocidad de salida del aire = 23,45 m/s (84,42 km/h) Componente vertical r= rendimiento = 0,45
P=1/2 X Área de barrido X densidad del aire X V=1/2 X 1,94 x 1,22 x 23,453 x 0,45= 6875,48 W= 9,19 CV con esto el vehículo volador (100) sube a 1 m/s Para subir a 5 m/s, para unas revoluciones de 2432 rpm:
V= Velocidad de salida del aire = 40,08 m/s (144,30 km/h) Componente vertical P=1/2 X Área de barrido X densidad del aire X V3=1/2 X 1,94 x 1,22 x 40,083 X 0,45=
34332,3 W= 45,90 CV con esto el vehículo volador (100) sube a 5 m/s
Fase de vuelo. El sistema de vuelo está controlado por una tarjeta electrónica que lleva incorporados giróscopos electrónicos y acelerómetros que junto al GPS hace que el vehículo volador (100) tenga un vuelo sencillo y estable como los actuales drones de juguetes o profesionales. La tarjeta controla las revoluciones de cada motor (109), el giro de cada rotor (103) etc.
Una vez que el vehículo volador (100) ha subido a la altura deseada, para que el vehículo volador (100) avance, cada rotor (103) gira orientando el plano de las palas (104) hacia delante con respecto al plano horizontal de forma independiente y controlados todos por una sola palanca con movimiento en 360o de tal forma que si se mueve la palanca un poco hacia delante todos lo rotores (103) se orientan hacia delante con un ángulo sobre la horizontal y si se mueve más adelante girará más y podrá alcanzara mayor velocidad. Si se quiere girar a la izquierda en pleno vuelo, en la posición de la palanca hacia delante, se mueve un poco a la izquierda y el plano de los rotores (103) de la derecha giran un poco más hacia delante sobre el plano horizontal, incrementando a la vez las revoluciones, a la vez los planos de los rotores (103) de la izquierda disminuyen su ángulo con el plano horizontal, disminuyendo a la vez las revoluciones.
El mecanismo que hace rotar el plano de las palas (104) hacia delante o hacia atrás, lo controla un servomotor (120) instalado en la punta exterior de cada brazo (102) que hace girar el rotor (103) sobre un eje horizontal perpendicular al sentido del movimiento del vehículo volador (100) en modo volador, accionado por la palanca antes mencionada que a la vez está controlada por la tarjeta de vuelo. Esta enviara la potencia a cada rotor (103) para que cada acción de vuelo, bien sea avanzar, girar, subir, etc. lo haga de una forma estable, suave y controlada.
En una relación preferida, cada rotor (103) de vuelo debe tener una gama de potencia comprendido entre 0 y 46 CV. Además, debe tener un margen por si falla uno de los rotores (103) (46x2= 92 CV) entonces la gama de potencias estará entre 0 y 92 CV. En este caso, el rotor (103) que se ha parado, plegará las palas (104) tal como se explica en la fase 6, y el brazo (102), conforme a la fase 7 o fase 8, y el rotor (103) junto con el brazo (102) del lado que quede solo se moverá girando suficientes grados para que el centro de gravedad del conjunto se coloque dentro del triángulo imaginario entre los tres rotores (103) que estén funcionando. La tarjeta controlará todas estas acciones además enviará la potencia suficiente al lado que queda con un solo rotor (103) para que el vehículo volador (100) en modo volador quede estable y pueda volar de una forma segura.
Fase 6: Una vez que el vehículo volador (100) ha tomado tierra, es cuando se activa el actuador electrónico (114) para plegado de las palas (104); en vuelo este actuador electrónico (114) no está operativo, salvo que falle un rotor (103), que se activara para replegar este rotor (103); cada actuador electrónico (114) se vuelve a convertir en servomotor y empieza a girar suavemente en sentido contrario al de vuelo. Cuando la pala (104) superior llega a la altura de los electroimanes (118) que tiene cada brazo (102) en el extremo interior del mismo, un sensor láser colocado junto al electroimán (118) detecta la punta de la pala (104) y acciona el electroimán (118) pegándose al imán de neodimio (117) que tiene insertado en la punta de la pala (104). La pala (104) superior se detiene, pero la segunda pala (104) y la pala (104) inferior siguen girando hasta que la segunda pala (104) al llegar a la pala (104) superior se detiene al tropezar con una a protuberancia (119) de la pala (104) superior. La pala (104) inferior, que esta atornillada al buje (115) del eje de rotor (103), sigue girando hasta llegara los 240° (desde el momento en que la pala (104) superior se detuvo), a la vez tropieza con una protuberancia (119) de la segunda pala (104). Quedando las tres palas (104) colocadas superpuestas una sobre las otras, encima y con la misma dirección que el brazo (102).
Fase 7: Acción inversa de la fase 3 plegando los brazos (102) delanteros.
Fase 8: Acción inversa de la fase 2 plegando los brazos (102) traseros.
Fase 9: Acción inversa de la fase 1, cerrando las compuertas (110) y ocultando bajo el techo (101) todo el sistema de vuelo.
Fase 10. El vehículo volador (100) pasa a modo terrestre dejando no operativas las fases 1 a 9.

Claims (14)

REIVINDICACIONES
1. Vehículo volador (100) dispuesto para desplazarse por tierra y para volar, que comprende:
- unoovariosmotores(109),
- un chasis (105) compuesto de una estructura inferior (107) y una estructura superior (106) unidas ambas por unas barras (108), y
- uno o varios rotores (103) con al menos dos palas (104) cada uno,
donde en dicha estructura inferior (107) se sitúan ruedas (121) del vehículo volador (100) y dichos uno o varios motores (109),
donde dicho uno o varios motores (109) están dispuestos para suministrar energía a dichos uno varios rotores (103),
donde cada uno de dichos uno a varios rotores (103) se une a la estructura superior (106) por medio de unos brazos (102), y
- donde, cuando el vehículo volador (100) funciona en modo volador, dichas palas (104) están desplegadas y los brazos (102) junto con los rotores (103) están desplegados fuera de estructura superior (106) y la parte superior del chasis (105) para su funcionamiento,
- estando el vehículo volador caracterizado por que adicionalmente comprende un sistema autónomo de conducción y vuelo basado al menos en GPS, uno o varios giróscopos, uno o varios acelerómetros y una tarjeta controladora,
- donde, cuando el vehículo volador (100) funciona en modo terrestre, dichas palas (104) están plegadas y dichos brazos (102) con dichos rotores (103) también están plegados, situándose sobre dicha estructura superior (106), debajo del techo (101) del chasis (105) del vehículo volador (100), y
- donde cada uno de dichos brazos (102) incorpora un actuador electrónico (114) dispuesto para realizar el despliegue y/o el repliegue de dichos brazos (102), rotores (103) y palas (104) en varias fases que entran en cascada, donde en cada fase se anula la entrada de corriente a la anterior fase y la siguiente fase, de tal forma que garantiza que el movimiento es el programado en cascada.
2. Vehículo volador (100) según la reivindicación 1 caracterizado porque dicho uno o varios motores (109) son eléctricos, comprendiendo además el vehículo volador (100) un sistema eléctrico, un sistema electrónico, baterías y/o pilas de combustible.
3. Vehículo volador (100) según la reivindicación 2 caracterizado porque dicho uno o varios motores (109) eléctricos presentan una de las siguientes configuraciones:
- el vehículo volador (100) tiene un motor (109) eléctrico por cada rueda, alimentado por baterías de última generación,
- el vehículo volador (100) tiene un motor (109) eléctrico por cada eje, alimentado por baterías de última generación,
- el vehículo volador (100) tiene un motor (109) eléctrico con transmisión, bien al eje delantero, al eje trasero, o a los dos ejes, alimentado por baterías de última generación,
- el vehículo volador (100) tiene un motor (109) eléctrico por cada rueda, alimentado por una o varias pilas de combustible con hidrogeno,
- el vehículo volador (100) tiene un motor (109) eléctrico por cada eje, alimentado por una o varias pilas de combustible con hidrogeno, o
- el vehículo volador (100) tiene un motor (109) eléctrico con transmisión, bien al eje delantero, al eje trasero, o a los dos ejes, alimentado por una o varias pilas de combustible con hidrogeno.
4. Vehículo volador (100) según la reivindicación 1 caracterizado porque dicho uno o varios motores (109) son de combustión a gas.
5. Vehículo volador (100) según la reivindicación 4 caracterizado porque dicho uno o varios motores (109) son de combustión a gas con transmisión bien al eje delantero, al eje trasero o a los dos ejes, y donde dicho uno o varios motores (109) incorporan un generador eléctrico dispuesto para producir electricidad para cuando el vehículo volador (100) está en modo volador.
6. Vehículo volador (100) según la reivindicación 1 caracterizado porque adicionalmente comprende una o varias baterías recargables por dicho o uno varios motores (109) situadas en la estructura inferior (107) del vehículo volador (100).
7. Vehículo volador (100) según la reivindicación 1 caracterizado porque tiene cuatro rotores (103), dos delanteros y dos traseros y donde cada rotor (103) tiene tres palas (104).
8. Vehículo volador (100) según la reivindicación 1 caracterizado porque el vehículo volador (100) es un vehículo volador (100) de pasajeros y/o un vehículo volador (100) de mercancías.
9. Vehículo volador (100) según la reivindicación 1 caracterizado porque dicho sistema autónomo de conducción y vuelo puede ser desactivado para operar el vehículo volador (100) de forma manual.
10. Vehículo volador (100) según la reivindicación 1 caracterizado porque comprende, en el techo (101), una mochila instalable y desinstalable en la que se encuentran dichos brazos (102) que unen dicho uno o varios rotores (103) y las palas (104) a la estructura superior (106) del vehículo volador (100).
11. Vehículo volador (100) según la reivindicación 1 caracterizado porque la estructura superior (106) tiene unas compuertas (110) longitudinales en los laterales del vehículo volador (100), que giran sobre el eje longitudinal superior dejando libre esa zona para que los brazos (102) plegados bajo el techo (101) puedan desplegare cuando se utiliza en modo volador.
12. Vehículo volador (100) según reivindicación 1, caracterizado porque incorpora adicionalmente:
- un mecanismo que contiene un eje metálico y resistente con una rosca sin fin (112), y movible por unos engranajes (113) y por el actuador electrónico (114) alimentado por el motor (109) y/o baterías del vehículo volador (100), para hacer girar, cada brazo (102) trasero plegado, por un eje sujeto por unos rodamientos encastrados en la estructura superior (106) del chasis (105), para que el dicho brazo (102) trasero se extienda y salga del chasis (105), donde el actuador electrónico (114) está configurado para detenerse cuando el brazo (102) trasero llega a la posición desplegada; y
- un mecanismo que contiene un eje metálico y resistente con una rosca sin fin (112), y movible por unos engranajes (113) y por el actuador electrónico (114) alimentado por el motor (109) y/o baterías del vehículo volador (100), para hacer girar, cada brazo (102) delantero plegado, por un eje sujeto por unos rodamientos encastrados en la estructura superior (106) del chasis (105), para que el dicho brazo (102) delantero se extienda y salga del chasis (105), donde el actuador electrónico (114) está configurado para detenerse cuando el brazo (102) delantero llega a la posición desplegada;
donde la pala (104) inferior esta atornillada a un buje (115) del eje del rotor (103) y el resto de palas (104) van sueltas en el eje sobre la pala (104) inferior, pudiendo girar estas sobre la inferior ya que se han introducido en el buje (115), donde, para evitar que las palas (104) se salgan del buje (115), van confinadas con una arandela (116) sujeta mediante tornillos a la parte exterior del buje (115) que hace de tope, donde la pala (104) superior tiene un imán de neodimio (117) en la punta exterior de tal forma que en posición plegado está unido a un electroimán (118) colocado en una protuberancia (119) en el extremo interior del brazo (102) sin que roce con las palas (104),
donde los actuadores electrónicos (114) están configurados para que, cuando los brazos (102) están desplegados con las palas (104) plegadas y superpuestas unas sobre la otra y en la misma dirección que los brazos (102), dichos actuadores electrónicos (114) actúen como servomotores y empiecen a girar suavemente en el sentido de giro de vuelo de las palas (104), girando la pala (104) inferior hasta un número de grados equivalente a 360 dividido por el número de palas (104) de ese rotor (103),
donde la protuberancia (119) está configurada para enganchar a la siguiente pala (104) y arrastrarla junto con la pala inferior (104) y así sucesivamente hasta finalizar el número de palas (104) del rotor (103),
donde el electroimán (118) está configurado para que, cuando el actuador electrónico (114) se detiene, dicho electroimán (118) que sujeta la pala (104) superior cambie de polos, para soltar el imán de neodimio (117), de tal forma que las palas (104) queden extendidas para poder empezar a volar.
13. Vehículo volador (100) según la reivindicación 1 caracterizado porque dicha tarjeta controladora controla las revoluciones de cada rotor (103) cuando el vehículo volador (100) está en modo volador.
14. Vehículo volador (100) según la reivindicación 12 caracterizado porque cuando el vehículo volador (100) está en modo volador y alcanza una altura de vuelo, para avanzar y/o girar, cada rotor (103) gira, de forma independiente, con un servomotor (120) situado en la punta del brazo (102) de dicho rotor (103), orientando el plano de las palas (104) hacia delante con respecto al plano horizontal controlados todos desde una sola palanca con movimiento en 360o que actúa sobre la tarjeta controladora.
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