ES2952223A1 - Dispositivo de anclaje para los brazos de un vehiculo aereo no tripulado compuesto de multiples rotores - Google Patents

Dispositivo de anclaje para los brazos de un vehiculo aereo no tripulado compuesto de multiples rotores Download PDF

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Abstract

Dispositivo de anclaje para los brazos de un vehículo aéreo no tripulado compuesto de múltiples rotores concebido para permitir el giro y fijación de sus brazos plegables facilitando el almacenamiento y transporte de la aeronave, mediante su instalación en la estructura principal de una aeronave consistente en dos planchas paralelas entre las que emerge un conjunto de brazos porta rotores, previamente adaptadas para el montaje del sistema descrito, basado en dos piezas intermedias a modo de abrazaderas provistas de un doble sistema de cierre y que presenta dos posiciones alternativas de liberación o fijación del conjunto. Así, en la posición de apertura, el brazo en forma de tubo puede girar libremente por el interior del conjunto haciendo uso de sus dos pares de ranuras atravesadas por sendos tornillos pasantes a tal efecto para favorecer el giro hasta sus posiciones extremas adaptadas al vuelo, o al almacenamiento del conjunto.

Description

DESCRIPCIÓN
Dispositivo de anclaje para los brazos de un vehículo aéreo no tripulado compuesto de múltiples rotores
OBJETO DE LA INVENCIÓN
La siguiente invención, según se expresa en el enunciado de la presente memoria descriptiva, se refiere a un dispositivo concebido para acometer el anclaje de los brazos plegables de un vehículo multi-rotor facilitando el almacenamiento y transporte de la aeronave, cuando no se utiliza.
El campo de aplicación de la presente invención está dentro de la industria aeronáutica y, más en concretamente, en el sector de los vehículos aéreos no tripulados.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
A modo de introducción, es por todos conocido el uso de las aeronaves tipo multi-rotor, según un cuerpo central y múltiples rotores que propulsan a las hélices para volar y maniobrar, haciendo que los drones tengan un excelente nivel de estabilidad, compatible con aplicaciones tan exigentes como la generación de mapas o similar tan habitual en el campo de la fotogrametría aérea.
En ese contexto el estado de la técnica, ya contiene una gran variedad de drones presentes en el mercado, con los que un sector de empresas cada vez más relevante comercializa servicios tales como inspección aérea de instalaciones industriales de difícil acceso o riesgo elevado para las personas, captura de videos aéreos con diversos fines y/o actividades relacionadas con la agricultura de precisión, entre otras muchas aplicaciones, muchas de ellas aún por desarrollar.
Estas empresas de servicios técnicos basados en la toma de datos que lleva a cabo el vehículo aéreo no tripulado, habitualmente almacenan sus drones en un emplazamiento a tal fin y se desplazan con el dron contratado hasta el sitio donde tiene lugar el proyecto para que el técnico de vuelo asignado, acometa en campo la toma de datos contratada hasta su finalización. Acto seguido, tras el aterrizaje, de nuevo es preciso transportar el dron hasta su lugar de almacenamiento o siguiente trabajo contratado, habitualmente mediante transporte por carretera o similar.
Así, a partir de los antecedentes descritos, el uso del “Dispositivo de anclaje para los brazos de un vehículo aéreo no tripulado compuesto de múltiples rotores”, aporta respecto al estado de la técnica una solución que permite girar cada uno de los brazos del vehículo entre sendas posiciones extremas de bloqueo, como parte de su proceso de plegado, al objeto de facilitar el transporte de la aeronave en los momentos en que se requiera, aportando las siguientes ventajas:
Facilita la logística asociada a los proyectos, al reducir el espacio ocupado por el vehículo aéreo no tripulado tipo multi-rotor, durante su almacenamiento y/o transporte en el interior de vehículos convencionales tales como furgonetas, aviones, etc.
Proporciona una solidez al plegado de los brazos que conectan el cuerpo central con las hélices y sus motores que disminuye los riesgos de que se vean dañados durante su almacenamiento o transporte.
Por último, es importante resaltar como el mecanismo objeto de invención no sólo sirve como adaptador entre el brazo y la estructura del dron, sino que también presenta utilidad para acometer la fijación de cada brazo entre un conjunto de posiciones alternativas, por ejemplo, en el caso de drones tipo multi-rotor provistos de varias configuraciones para diferentes condiciones de vuelo.
EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN
A modo de explicación de la invención, el “Dispositivo de anclaje para los brazos de un vehículo aéreo no tripulado compuesto de múltiples rotores” se basa en la configuración de los siguientes elementos:
A. Dos piezas iguales e independientes concebidos para facilitar el apriete de una sobre la otra en una posición relativa única, conteniendo en su superficie interior un tramo longitudinal de un brazo motor de la aeronave a modo de abrazaderas, mientras que las caras exteriores planas se adaptan en su configuración para estar en contacto interior con la estructura de la aeronave consistente en dos planchas paralelas en las proximidades de su perímetro exterior desde el que se accede con sendas piezas por separado para su posicionamiento de apriete.
B. Sistema de cierre para facilitar la aplicación del par de apriete entre las dos piezas anteriores alojado en la cara externa de una de las mismas, basado en la existencia de sendos tornillos pasantes perpendiculares a la propia estructura de la aeronave, para la fijación del conjunto a las referidas planchas y al brazo que emerge entre ellas hasta realizar su unión solidaria mediante apriete por el extremo de acceso de los referidos tornillos, en el eje de giro del propio sistema de cierre, de configuración perpendicular al desarrollo del propio brazo.
C. Sistema de bloqueo basado en la existencia de un tercer tornillo pasante paralelo a los dos anteriores situado entre los dos, aunque desplazado del eje de giro del sistema de cierre y cuyo extremo opuesto al de acceso, una vez montado, conforma un eje de giro paralelo al anterior, sobre el que se articula el cierre de seguridad en el sentido contrario al sentido de giro del propio sistema de cierre.
D. Pestillo provisto de muelle de compresión según el eje intermedio y paralelo a los dos ejes anteriores que se posiciona desde el propio sistema de cierre en su posición de bloqueo dentro del interior del orificio existente en el cierre de seguridad que conforma el referido sistema de bloqueo.
E. Tornillo paralelo a los anteriores e intermedio a los mismos para garantizar que no existen movimientos longitudinales entre las dos piezas iguales de apriete y el propio brazo sobre el que se fija, aunque si exista la posibilidad de giro entre sendas posiciones extremas mediante la existencia de una ranura a tal efecto en el propio brazo en forma de arco de circunferencia, al margen de la propia estructura de la aeronave.
F. Ranura sobre el propio brazo en forma de arco de circunferencia, para facilitar un giro equivalente al descrito anteriormente, aunque en este caso para facilitar el giro de tornillo que conforme el sistema de bloqueo provisto, además, de continuidad sobre sendas posiciones extremas según ranuras longitudinales de bloqueo de giro del brazo una vez desplazado longitudinalmente respecto al referido tornillo que conforme el sistema de bloqueo.
G. Por último, los tramos extremos de sendas ranuras longitudinales anteriores también tienen continuidad en las dos piezas iguales de apriete haciendo viable el movimiento longitudinal del tornillo que conforme el sistema de bloqueo junto con el brazo una vez posicionada en una de las dos posiciones de giro extremas.
Para el uso del dispositivo de anclaje descrito, concebido para su montaje sobre la estructura principal de una aeronave consistente en dos planchas paralelas entre las que emerge un conjunto de brazos porta rotores previamente adaptadas para el montaje del sistema descrito, el sistema de cierre tiene dos posiciones alternativas de apertura y liberación o de fijación del conjunto, en la que el sistema amarra el brazo de la aeronave contra la estructura del mismo acortando la distancia entre cada uno de los elementos que conforman la unión y reduciendo los riesgos de que se produzcan movimientos relativos al incrementar las fuerzas de fricción.
Mientras que, en la posición de apertura y liberación del conjunto, el brazo en forma de tubo puede girar libremente por el interior del conjunto haciendo uso de sus dos pares de ranuras en forma de arco de circunferencia atravesadas por sendos tornillos pasantes a tal efecto para favorecer el giro hasta sus posiciones extremas bien adaptadas al vuelo, o alternativamente, para facilitar el plegado del conjunto.
No obstante, para que el giro del brazo tubular anterior sea posible, previamente es necesario acometer el desplazamiento longitudinal del referido brazo, en este caso, de forma solidaria con las dos piezas principales de apriete en base a la existencia del tornillo intermedio que los une, en torno a las ranuras longitudinales a tal fin, hasta alojar el tornillo pasante del sistema de bloqueo al inicio de las correspondientes ranuras cuando toman forma de arco de circunferencia haciendo posible el giro del conjunto.
Luego en la posición de liberación anteriormente descrita, el brazo tubular puede girar sobre su eje longitudinal girando el plano que contiene sus hélices 90° grados para facilitar el plegado o viceversa, siendo el movimiento longitudinal en el extremo opuesto, una vez llevado a cabo el giro, similar al descrito, aunque en sentido inverso a fin de evitar que el giro vuelva a ser posible.
Así, una vez el sistema se ha posicionado sobre uno de sus brazos en una de las dos posiciones extremas deseada, bien para proceder al vuelo o en posición de plegado, por último, para hacer uso del pestillo impidiendo la apertura del sistema de bloqueo descrito, se extrae el pestillo vinculado al sistema de cierre haciendo una pequeña fuerza manual que compense el efecto del muelle de tracción, deslizándolo por su orificio hacia al exterior y favoreciendo la alineación del mismo respecto a su orificio de continuación en el propio sistema de bloquee para, acto seguido, liberarlo favoreciendo que se introduzca hasta el bloqueo definitivo del conjunto.
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
Figura 1.- Vista en perspectiva ¡sométrica de “Dispositivo de anclaje para los brazos de un vehículo aéreo no tripulado compuesto de múltiples rotores”.
Figura 2.- Vista en alzado principal de “Dispositivo de anclaje para los brazos de un vehículo aéreo no tripulado compuesto de múltiples rotores”.
Figura 3. - Vista en perspectiva interior del “Dispositivo de anclaje para los brazos de un vehículo aéreo no tripulado compuesto de múltiples rotores”, una vez fijado a la estructura de la aeronave.
Figura 4. - Vista en perspectiva frontal del “Dispositivo de anclaje para los brazos de un vehículo aéreo no tripulado compuesto de múltiples rotores”, una vez fijado a la estructura de la aeronave.
En las citadas figuras se pueden destacar los siguientes elementos constituyentes:
1. Superficie interior de piezas en forma de abrazaderas de sección en arco de circunferencia.
2. Superficie exterior de piezas en forma de abrazaderas de sección principal plana. 3. Sistema de cierre para facilitar la aplicación del par de apriete.
4. Eje de giro del sistema de cierre anterior para facilitar la aplicación del par de apriete.
5. Tornillos pasantes de amarre de abrazadera en torno al conjunto y posicionado de eje anterior.
6. Sistema de bloqueo garantizando el cierre de seguridad.
7. Tornillo del cierre de seguridad.
8. Ranuras longitudinales en sendas abrazadas para hacer posible el movimiento longitudinal del brazo entre las posiciones de giro o bloqueo.
9. Pestillo provisto de muelle de compresión.
10. Tornillo intermedio para garantizar la fijación longitudinal de sendas abrazaderas al brazo tubular.
11. Brazo tubular de la aeronave.
12. Estructura de la aeronave según dos planchas paralelas.
13. Ranura de rotación de brazo respecto al resto de elementos.
14. Ranura en forma de “U” para facilitar la rotación de brazo respecto al resto de elementos desde sendas posiciones de bloqueo.
15. Ranuras de acceso para el montaje del conjunto desde el perímetro de la estructura de la aeronave.
EJEMPLO DE REALIZACIÓN PREFERENTE
A modo de realización preferente del “Dispositivo de anclaje para los brazos de un vehículo aéreo no tripulado compuesto de múltiples rotores” a la vista de las Figuras1-2 comentadas, puede observarse como se puede hacer uso del mecanismo objeto de invención para su uso en una aeronave cuya estructura principal tal y como se aprecia en las Figuras 3-4, consiste en dos planchas paralelas realizadas en de fibra carbono (12) entra las que se proyectan los correspondientes brazos en forma de tubo realizado en el mismo material (11) concebidos como elementos de unión entre la estructura principal de la aeronave y el soporte de cada hélice provista de su correspondiente motor.
Para ello, tal y como se muestra en la Figura 1-2, se muestra el conjunto a base de sendas piezas en forma de abrazadera concebidas para que su superficie interior (1) estén en contacto con el brazo en forma de tubo (11) mientras que su superficie exterior de sección principal plana (2) se ha concebido para hacer el contacto con la estructura de la aeronave según dos planchas paralelas realizadas en de fibra carbono (12), sobre la que se sitúa el sistema de cierre para facilitar la aplicación del par de apriete (3) en torno a un eje de giro (4) de posición fijada por sendos tornillos pasantes de amarre ubicados en los laterales de las abrazaderas(5).
Continuando con la descripción, el mecanismo se complementa con el sistema de bloqueo (6) provisto de giro en torno al extremo superior del tornillo del cierre de seguridad (7), que, a su vez, se puede desplazar longitudinalmente en base a la existencia de las ranuras longitudinales (8) en sendas abrazadas para hacer posible el movimiento longitudinal del brazo (11) entre posiciones de giro o bloqueo alternativo a lo que se añade un pestillo provisto de muelle de compresión (9) confinado en el sistema de cierre (3) gracias a un tope interior no visible y una tuerca que se ajusta al tornillo que atraviesa el muelle y mantiene el muelle en su sitio.
Así, el pestillo provisto de muelle de compresión (9) dispone de dos posiciones:
• Posición de bloqueo: su posición habitual en la que el tornillo está introducido en el sistema de bloqueo garantizando el cierre de seguridad (6).
• Posición de apertura: en la que el pestillo provisto de muelle de compresión (9) se puede extraer manualmente de la forma descrita, pero, además, se puede girar hacia un lado y apoyarlo sobre la cara lateral del sistema de cierre (3). En esta posición el muelle estaría comprimido y su vástago habría salido del cierre de seguridad (6) para poder mover libremente el conjunto sin tener que sujetarlo mientras.
El conjunto se complementa con el tornillo intermedio (10) para garantizar la fijación longitudinal de sendas abrazaderas al brazo tubular (11), así como sendas ranuras de rotación (13) para hacer posible la rotación del brazo respecto al resto de elementos, a lo que se añaden sendas ranura en forma de “U” (14) para facilitar también la rotación del referido brazo (11) respecto al resto de elementos aunque incorporando desplazamiento longitudinales que determinan sendas posiciones de giro bloqueado por cada uno de sus extremos.
Por último, también es importante indicar la existencia de ranuras tanto de acceso como de evacuación (15) para el montaje del conjunto desde el perímetro de la estructura (12) de la propia aeronave.
Al respecto, se puede observar como el tornillo del cierre de seguridad (7), está fijo a la estructura de la aeronave y nunca se mueve. Lo que sí permite que el conjunto, junto con el brazo motor (11), gire verticalmente en su posición de liberación cuando ha salido de las ranuras (15) al objeto de que, a modo de ejemplo, tenga que accederá otro par de ranuras adyacentes a las ranuras (15) para obtener una configuración de vuelo alternativa.
De esta manera, las únicas restricciones de diseño en relación a las ranuras de la estructura (15) que se muestra en la Figura 4, es que las distancia entre las mismas sobre el mismo plano ha de coincidir con la distancia existente entre los tornillos pasantes (5) de amarre de abrazadera en torno al conjunto, mientras que la profundidad de estas ranuras en forma de “U” debe ser suficiente para que al introducir el conjunto en la estructura del dron llegue hasta el fondo y haga el contacto con el tornillo (7) de la Figura 3.
Por último, el pestillo provisto de muelle de compresión (9) tal y como se muestra en la figura 1, se puede desplazar hacia el exterior liberando el sistema de bloqueo (6) que impide la apertura del sistema de cierre (3), siendo su posición de equilibro, gracias al efecto del resorte, el de mantener el bloqueo del conjunto si previamente ha sido alojado en el orifico habilitado en el sistema de bloqueo (6) a tal fin.
No se considera necesario hacer más extensa esta descripción para que cualquier experto en la materia comprenda el alcance de la invención y las ventajas que de la misma se derivan en sus diferentes aplicaciones adaptándose a otro tipo de estructuras centrales o amarre a las mismos, así como a brazos tubulares en un amplio rango de diámetros o incluso de otra configuración. Por otro lado, los materiales empleados, dimensiones, geometrías, diseños, elementos de unión, así como la tecnología que lo implementa incluida una rotación o traslación de brazo manual o motorizada, serán susceptibles de variación siempre y cuando ello no suponga una alteración en la esencialidad del invento. Los términos en los que se ha descrito la memoria han de entenderse en sentido amplio y no limitativo.

Claims (1)

REIVINDICACIONES
1. Dispositivo de anclaje para los brazos de un vehículo aéreo no tripulado compuesto de múltiples rotores, caracterizado por incluir los siguientes elementos:
A. Dos piezas iguales e independientes concebidos para facilitar el apriete de uno sobre el otro en una posición relativa única, conteniendo en su superficie interior (1) un tramo longitudinal de un brazo tubular de la aeronave (11) a modo de abrazaderas, mientras que las caras exteriores planas (2) se adaptan en su configuración para estar en contacto interior con la estructura de la aeronave (12) consistente en dos planchas paralelas en las proximidades de su perímetro exterior desde el que se accede con sendas piezas por separado para su posicionamiento de apriete.
B. Sistema de cierre para facilitar la aplicación del par de apriete (3) entre las dos piezas anteriores alojado en el extremo exterior de uno de las mismas, basado en la existencia de sendos tornillos pasantes (5) perpendiculares a la propia estructura de la aeronave para la fijación del conjunto a las referidas planchas (12) y al brazo (11) que emerge entre ellas hasta realizar su unión solidaria por el extremo de acceso de los referidos tornillos (5), contra el eje de giro (4) del propio sistema de cierre y según una configuración perpendicular al desarrollo del propio brazo (11).
C. Sistema de bloqueo (6) basado en la existencia de un tercer tornillo pasante (7) paralelo a los dos anteriores situado entre los dos (5), aunque desplazado del eje de giro (4) del sistema de cierre (3) y cuyo extremo opuesto al de acceso una vez montado conforma un eje de giro paralelo al anterior sobre el que se articula el cierre de seguridad en el sentido contrario al sentido de giro del propio sistema de cierre (3).
D. Pestillo provisto de muelle de compresión (9) según eje intermedio y paralelo a los dos ejes anteriores que se posiciona desde el propio sistema de cierre (3) en su posición de bloqueo dentro del interior de orificio existente en el cierre de seguridad que conforma el referido sistema de bloqueo (6).
E. Tornillo paralelo a los anteriores e intermedio a los mismos (10) para garantizar que no existen movimientos longitudinales entre las dos piezas iguales de apriete y el propio brazo (11) sobre el que se fija, aunque si exista la posibilidad de giro entre sendas posiciones extremas mediante la existencia de una ranura (13) a tal efecto
sobre el propio brazo (11) en forma de arco de circunferencia, al margen de la propia estructura (12) de la aeronave.
F. Ranura (14) sobre el propio brazo (11) en forma de arco de circunferencia, para facilitar un giro equivalente al descrito anteriormente, aunque en este caso para
facilitar el giro con respecto al tornillo (7) que conforma el sistema de bloqueo (6), provista de continuidad sobre sendas posiciones extremas según ranuras longitudinales para acometer el bloqueo de giro del brazo (11) respecto al referido
tornillo (7) que conforme el sistema de bloqueo (6).
G. Sendas ranuras longitudinales de continuidad a los tramos longitudinales de las dos
ranuras anteriores (14) en sendas piezas iguales de apriete facilitando el movimiento longitudinal del conjunto con respecto al tornillo (7) que conforme el sistema de
bloqueo (6) con el brazo (11) una vez posicionada en una de las dos posiciones de
giro extremas.
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