FR3106575A1 - Dispositif de maintien d’un drone. - Google Patents
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Abstract
Dispositif de maintien d’un drone. L’invention concerne un dispositif de maintien (300), pour drone (200) sur une plateforme (100), le drone (200) comprenant au moins une pièce oblongue (211) comprenant au moins un évidement (212), le dispositif (300) comprenant : un guide (310), comprenant une lumière (313) reliant une partie haute (311) et une partie basse (312) et configurée pour y faire glisser la pièce oblongue (211) lors de l’atterrissage du drone (200). Il est essentiellement caractérisé par : une pièce mobile en translation (320), comprenant un corps principal (322) et un bord d’attaque (321), Le guide comprenant un évidement (314) dans lequel la pièce mobile (320) est susceptible d’être insérée de manière réversible, pour que, lorsque la pièce oblongue (211) du drone (200) est insérée dans le guide (310), la pièce mobile (320) traverse également l’évidement (212) de la pièce oblongue (211) et maintient ainsi le drone (200). Figure pour l’abrégé : Figure 5
Description
DOMAINE DE L’INVENTION
La présente invention concerne le domaine des drones à atterrissage vertical sur une plateforme.
Un drone est un aéronef sans pilote à bord, dont le guidage peut être réalisé par télécommande grâce un pilote qui reste au sol ou dont le guidage, y compris le décollage et l’atterrissage, peut être entièrement automatique.
Une plateforme est un support plan d’atterrissage / décollage, et par exemple monté sur un véhicule éventuellement en mouvement. Le véhicule peut être de tout type: terrestre, aérien ou maritime. Il peut être un véhicule automobile, un véhicule autonome, un drone, un aéronef, y compris une montgolfière, un hélicoptère, un bateau, etc. Une plateforme peut comprendre une mire pour permettre le guidage d’un drone.
Une fois un drone atterri, ou avant son décollage, il peut être souhaitable de maintenir le drone sur la plate-forme. En particulier avec une plate-forme mobile, cela permet par exemple de déplacer la plate-forme en laissant le drone solidaire de celle-ci.
Pour répondre à cette problématique, il existe différentes solutions.
Par exemple, il est connu le document CN109533375 qui prévoit un dispositif de maintien d’un drone sur une plateforme.
Toutefois un tel dispositif est relativement complexe et comprend un aimant permanent, un capteur de pression qui déclenche un mécanisme de blocage comprenant un bloc rotatif.
La présente invention vise à proposer une solution astucieuse plus simple à mettre en œuvre.
Avec cet objectif en vue, l’invention concerne selon un premier de ses objets, un dispositif de maintien (300), pour le maintien d’un drone (200) sur une plateforme (100), pour drone (200) comprenant un ensemble d’au moins une pièce oblongue (211), la pièce oblongue (211) comprenant un ensemble d’au moins un évidement (212),
le dispositif de maintien (300) comprenant :
- un guide (310), comprenant une lumière (313) reliant une partie haute (311) et une partie basse (312) et configurée pour y faire glisser la pièce oblongue (211) de la partie haute (311) vers la partie basse (312) lors de l’atterrissage du drone (200).
Il est essentiellement caractérisé en ce qu’il comprend en outre:
- une pièce mobile en translation (320), de préférence selon un axe de translation sensiblement orthogonal à l’axe de la lumière (313) du guide (310), la pièce mobile en translation (320) comprenant un corps principal (322) et un bord d’attaque (321),
- Le guide comprenant en outre un évidement (314) dans lequel la pièce mobile en translation (320) est susceptible d’être insérée de manière réversible, pour que, lorsque la pièce oblongue (211) du drone (200) est insérée dans le guide (310), la pièce mobile en translation (320) traverse également l’évidement (212) de la pièce oblongue (211) et maintient ainsi le drone (200).
On peut prévoir en outre un dispositif élastique exerçant une force de rappel (324) relié au corps principal (322) de la pièce mobile (320), tel que la pièce mobile (320) adopte au repos une position d’attente dans laquelle le bord d’attaque (321) de la pièce mobile (320) fait saillie dans la lumière (313) de la partie basse (312) du guide (310); le bord d’attaque (321) présentant une section en forme de pan coupé ou arrondie.
On peut prévoir que la pièce mobile (320) adopte une position de déverrouillage dans laquelle le dispositif élastique exerçant une force de rappel (324) est mis en compression sous l’action de l’insertion de la pièce oblongue (211) dans le guide (310),
dans lequel, lorsque la pièce oblongue (211) est insérée dans le guide (310), la pièce mobile (320) peut revenir en position d’attente, sous l’action mécanique du dispositif élastique exerçant une force de rappel (324), dans laquelle le bord d’attaque (321) fait saillie dans la lumière (313) de la partie basse (312) du guide (310) et dans l’évidement (212) de la pièce oblongue (211).
On peut prévoir en outre un dispositif actif de translation (325), relié mécaniquement à l’extrémité de la pièce mobile (320) opposée au bord d’attaque (321), et configuré pour pousser la pièce mobile (320), de manière réversible, dans une direction opposée de la position de déverrouillage jusqu’à atteindre une position finale de verrouillage dans laquelle le corps principal (322) de la pièce mobile (320) traverse la lumière (313) du guide (210).
On peut prévoir en outre un interrupteur de fin de course (326), configuré pour stopper l’activation du dispositif actif de translation (325), et bloquer la pièce mobile (320) en position de verrouillage.
On peut prévoir qu’au moins l’un parmi:
- le guide (310),
- le bord d’attaque (321), et
- le corps principal (322)
Présente une surface recouverte d’un matériau antiadhérent.
On peut prévoir que la pièce mobile (320) comprend en outre un ensemble d’au moins un contacteur électrique (323) ou optique, configuré pour permettre la transmission d’un signal vers ou depuis un ensemble correspondant d’au moins un contacteur électrique (213) ou optique disposé dans la pièce oblongue (211).
De préférence, l’ensemble d’au moins un contacteur électrique (323) ou optique de la pièce mobile (320) est disposé sur le corps principal (322).
Selon un autre de ses objets, l’invention concerne une plateforme (100) de décollage et d’atterrissage d’un drone (200), équipée d’un dispositif de maintien (300) selon l’invention.
On peut prévoir en outre un calculateur configuré pour, lorsque le drone (200) est maintenu dans le dispositif de maintien (300) en position de verrouillage:
- recevoir un signal représentatif de l’état de fonctionnement du ou des moteurs du drone (200) ;
- détecter d’éventuelles anomalies de fonctionnement par comparaison des valeurs du signal représentatif de l’état du ou des moteurs à des valeurs de référence prédéterminées; et
- émettre un signal d’alarme ou un signal d’annihilation d’une commande de décollage du drone (200).
Selon un autre de ses objets, l’invention concerne un véhicule comprenant une plateforme (100) selon l’invention.
D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante donnée à titre d’exemple illustratif et non limitatif et faite en référence aux figures annexées.
DESCRIPTIF DES DESSINS
- la figure 1 illustre un mode de réalisation d’un drone à atterrissage horizontal,
- la figure 2 illustre un mode de réalisation d’un drone à atterrissage vertical,
- la figure 3 illustre un drone à atterrissage vertical prêt à atterrir sur une plateforme montée sur un véhicule automobile, selon l’art antérieur,
- la figure 4 illustre un mode de réalisation d’un dispositif de maintien selon l’invention, dans lequel un pied de drone est inséré
- la figure 5 illustre une vue de trois quart en éclaté du dispositif de la figure 4, dans lequel s’insère un pied de drone,
- la figure 6 illustre une vue éclatée d’une pièce oblongue s’insérant dans la partie haute d’un guide selon l’invention,
- la figure 7 illustre une position de déverrouillage selon l’invention,
- la figure 8 illustre une position de déverrouillage lors de l’insertion d’un élément oblong dans la lumière d’un guide selon l’invention,
- la figure 9 illustre une position d’attente lors de l’insertion d’un élément oblong dans la lumière d’un guide selon l’invention, où l’élément oblong présente une forme complémentaire à celle du bord d’attaque de la pièce mobile selon l’invention,
- la figure 10 illustre une position d’attente lors de l’insertion d’un élément oblong dans la lumière d’un guide selon l’invention,
- la figure 11 illustre un ensemble de profils de bords d’attaque d’une pièce mobile selon l’invention,
- la figure 12 illustre l’action du dispositif élastique exerçant une force de rappel selon l’invention, lors de l’insertion d’un élément oblong dans la lumière d’un guide selon l’invention,
- la figure 13 illustre une position d’attente lorsqu’un élément oblong a été inséré dans la lumière d’un guide selon l’invention,
- la figure 14 illustre une position de verrouillage sous l’action d’un dispositif actif de translation selon l’invention,
- la figure 15 illustre un mode de réalisation d’un guide selon l’invention, présentant une forme de bouteille inversée,
- la figure 16 illustre la connexion des contacteurs électriques de la pièce mobile selon l’invention avec des contacteurs électriques correspondants de la pièce oblongue,
- la figure 17 illustre un mode de réalisation d’un guide selon l’invention, dans lequel la partie haute présente une forme tronconique,
- la figure 18 illustre un mode de réalisation d’un dispositif d’amortissement selon l’invention,
- la figure 19 illustre un mode de réalisation d’un guide selon l’invention équipé d’une butée.
DESCRIPTION DETAILLEE
Le dispositif de maintien 300 selon l’invention vise à maintenir un drone 200 solidaire d’une plate-forme 100. Le dispositif de maintien 300 comprend un guide 310 de la pièce oblongue et une pièce mobile 320 décrits ultérieurement, le dispositif de maintien 300 étant de préférence solidaire de la plate-forme 100, par tout moyen connu, par exemple vissage, boulonnage, soudage, etc.
En particulier dans le cas d'une plate-forme 100 mobile, par exemple montée sur un véhicule automobile (figure 3), celle-ci peut subir des mouvements horizontaux et/ou verticaux.
Par convention, on considère ZZ l’axe vertical, et XX et YY 2 axes horizontaux perpendiculaires entre eux.
Lorsqu’un drone 200 est solidaire d'une plate-forme 100 mobile, l’inconvénient est que celui-ci subit ces mouvements horizontaux et/ou verticaux et doit donc être maintenu de sorte à pouvoir y résister. L’avantage d’une telle configuration est qu’il est alors possible de déplacer facilement et rapidement la plate-forme 100 et le drone 200 simultanément, ce qui est particulièrement utile notamment dans les situations à risque.
Par exemple, dans le cas d'un incendie il peut être utile d'envoyer le drone 200 en mission de reconnaissance à partir d'une première position d'un véhicule automobile supportant la plate-forme 100 puis, une fois la mission exécutée, le drone 200 étant solidaire de la plate-forme 100, le véhicule automobile peut alors se déplacer rapidement sur une deuxième position à partir de laquelle le drone 200 peut exécuter une autre mission.
Tous les drones 200 sont configurés pour décoller et atterrir; par concision, on omettra dans la présente description la notion de décollage pour ne décrire que l’atterrissage, puisque c’est après cette phase que le drone 200 doit être maintenu à la plate-forme 100.
La présente invention peut être mise en œuvre pour tout type de drone 200.
Par exemple, il existe des drones 200 à atterrissage dit «horizontal», c’est-à-dire qu’ils nécessitent une certaine distance entre leur point d’impact au sol et leur point d’arrêt, voir figure 1; et leur mouvement entre leur point d’impact au sol et leur point d’arrêtest essentiellement horizontal, par exemple en roulant sur une piste ou en glissant sur le sol ou sur l’eau.
De tels drones 200 comprennent généralement 2 roues ou plus, les roues étant souvent fixées à une extrémité d’un pied 210, l’autre extrémité du pied 210 étant généralement fixée au fuselage ou une aile du drone 200.
Il existe également des drones 200 à atterrissage dit «vertical», voir figure 2, pour lesquels leur point d’atterrissage est sensiblement au droit de leur point d’arrêt de vol horizontal: une fois à l’aplomb de leur point d’arrêt, leur mouvement est essentiellement vertical pour venir se poser.
De tels drones 200 peuvent comprendre des pieds 210 ou des patins et sont généralement exempts de roues.
Par souci de concision, seuls les dispositifs de maintien pour drones 200 à atterrissage vertical seront décrits en détail ici, qui sont en général les drones 200 utilisés pour les plates-formes mobiles.
Après l’atterrissage et l’arrêt d’un drone 200, c’est-à-dire lorsque sa vitesse horizontale relative à la plate-forme 100 et sa vitesse verticale relative à la plate-forme 100 sont toutes deux égales à 0, il peut être utile voire nécessaire de maintenir le drone 200 dans sa position.
A cet effet, on prévoit un dispositif de maintien 300, comprenant une pièce mobile 320, décrite ultérieurement, configurée pour coopérer avec la forme d’un évidement 212 d’une pièce oblongue 211 du drone 200, dans une liaison réversible de type mâle / femelle (voir par exemple figure 5).
Le dispositif de maintien 300 comprend également un ensemble d’au moins un guide 310, chaque guide 310 étant configuré pour coopérer avec une pièce oblongue 211 respective du drone 200 de sorte à guider mécaniquement ladite pièce oblongue 211 du drone 200 sur les derniers centimètres ou décimètres de son atterrissage, jusqu’à sa position d’arrêt.
On prévoit un drone 200 comprenant un ensemble d’au moins une pièce oblongue 211, et de préférence d’au moins 3 pièces oblongues 211, disposées verticalement et identiques entre elles.
Lespièces oblongues 211peuvent servir de pieds 210 si le drone 200 n’en comprend pas préalablement, ou elles peuvent être montées sous les pieds 210 préexistants du drone 200, de sorte que le drone 200 atterrit et repose sur les pièces oblongues 211, auquel cas on préférera monter une pièce oblongue 211 par pied 210 du drone 200, par exemple, via un dispositif d’amortissement 214, en l’espèce un amortisseur sous forme de ressort à spirale, voir figure 18. Enfin, chaque pied 210 du drone 200 peut comprendre une pièce oblongue 211 respective.
Avantageusement, si un drone 200 présente des pieds qui présentent une direction d’élongation non verticale, on peut monter une pièce oblongue 211 par pied via un coude respectif (non illustré), éventuellement via un dispositif d’amortissement 214 respectif, de sorte que chaque pièce oblongue 211 soit sensiblement verticale. Alternativement, chaque pied 210 peut inclure un coude respectif (non illustré) pour rétablir un axe vertical. Par exemple, un tube en carbone peut rentrer dans le trou circulaire en haut du pied 210 illustré sur la figure 4, figure 5 et figure 6.
Au moins une pièce oblongue 211 comprend un ensemble d’au moins un évidement 212, ci-après «un évidement» par concision, dans lequel la pièce mobile 320 du dispositif de maintien 300 peut venir s’insérer. De préférence la forme de l’évidement 212 épouse localement la forme de la pièce mobile 320.
Par concision, on ne décrit ici qu’une seule pièce mobile 320 coopérant avec un évidement 212 respectif et un évidement 314 respectif. Toutefois, on peut prévoir une pluralité de pièces mobiles 320, de préférence disposées dans un plan vertical les unes au-dessus des autres, ou dans un plan horizontal les unes à côté des autres (non illustré), chaque pièce mobile 320 coopérant avec un évidement 212 respectif et un évidement 314 respectif.
Selon une première variante, l’évidement 212 de la pièce oblongue 211 est un trou traversant.
Selon une deuxième variante, l’évidement 212 de la pièce oblongue 211 est un trou non traversant.
En l’espèce l’évidement 212 de la pièce oblongue 211 présente une forme qui s’étend selon un axe d’élongation, sensiblement horizontal quand le drone est posé sur la plate-forme, et dans lequel s’insère tout ou partie de la pièce mobile 320 décrite ultérieurement.
Aussi une section transversale de l’évidement 212, perpendiculaire à son axe d’élongation et en l’espèce une section verticale, présente une forme qui coopère avec une section perpendiculaire à l’axe d’élongation de la pièce mobile 320.
De préférence, on prévoit que l’évidement 212 et la pièce mobile 320 ont une section transversale circulaire ou polygonale.
On peut prévoir que la pièce oblongue 211 est équipée d’un ensemble de contacteurs électriques 213, disposés en l’espèce à l’intérieur de l’évidement 212 de la pièce oblongue 211, de sorte que lorsque la pièce mobile 320 est insérée dans ledit évidement 212 de la pièce oblongue 211, chaque contacteur électrique 323 d’un ensemble de contacteurs électriques de la pièce mobile 320 vient au contact d’un contacteur électrique 213 respectif de l’ensemble de contacteurs électriques de la pièce oblongue 211, comme illustré figure 16.
De préférence la pièce oblongue 211 présente une forme globalement tubulaire, dont le diamètre équivalent externe est légèrement inférieur au diamètre équivalent interne de la partie basse 312 du guide 310 de la pièce oblongue.
Par «globalement tubulaire» on entend qu’une coupe transversale de la pièce oblongue 211 présente une forme de préférence circulaire, sinon ovale ou polygonale.
Par «légèrement inférieur», on entend égal au diamètre équivalent interne du guide 310 de la pièce oblongue moins une valeur prédéterminée, la valeur prédéterminée étant par exemple égale à 20% de la valeur dudit diamètre équivalent.
Chaqueguide 310 de la pièce oblonguecomprend une partie haute 311 et une partie basse 312, reliées par une lumière 313 à l’intérieur de laquelle la pièce oblongue 211 s’insère lors de l’atterrissage du drone 200 (voir figure 6). On prévoit donc préférentiellement un guide 310 de la pièce oblongue par pièce oblongue 211.
On peut prévoir que la partie haute 311 et la partie basse 312 sont confondues.
De préférence, chaque guide 310 de la pièce oblongue présente une surface interne de préférence lisse, de sorte que la pièce oblongue 211 peut coulisser le long des parois internes du guide 310 lors de l’atterrissage du drone 200, avec un minimum de frottements. On peut prévoir d’ailleurs de recouvrir la paroi interne du guide 310 de la pièce oblongue d’un revêtement antiadhérent, par exemple du PTFE (PolyTétraFluoroEthylène). Plus généralement, on peut prévoir un couple de matériaux pour les parois internes du guide 310 et la pièce oblongue 211 tels qu’ils présentent un minimum de frottements entre eux.
En l’espèce, un guide 310 de la pièce oblongue comprend une partie basse 312, qui comprend un évidement 314 ; et une partie haute 311, disposée au-dessus de la partie basse 312 et par laquelle la pièce oblongue 211 s’insère lors de l’atterrissage du drone 200, voir par exemple figure 5.
La partie basse 312 peut présenter une forme qui en coupe transversale s’insère dans un cylindre. Par exemple, la partie basse 312 est tubulaire. Alternativement, comme illustrée sur la figure 5, la partie basse 312 présente une forme qui, en coupe transversale, est un polygone.
De préférence, la partie haute 311 présente une forme évasée. En l’espèce, la partie haute 311 est un goulet tronconique, en forme de pyramide tronquée à N faces (N entier naturel supérieur à 3) ou de cône tronqué.
Un guide 310 de la pièce oblongue comprend, en partie basse 312, un ensemble d’au moins un évidement 314, ci-après «un évidement» par concision, à l’intérieur duquel la pièce mobile 320 peut s’insérer.
En l’espèce, on prévoit que l’évidement 314 est un trou traversant, dans lequel la pièce mobile 320 peut s’insérer. De préférence, l’évidement 314 du guide de la pièce oblongue présente un axe d’élongation parallèle à, et en l’espèce confondu avec, l’axe de translation de la pièce mobile 320.
Pièce mobile 320
Le dispositif de maintien 300 comprend une pièce mobile 320, qui est un élément massif, en l’espèce mobile en translation. Le mouvement de translation de la pièce mobile 320 peut également être obtenu par un mouvement de rotation, dans lequel la pièce mobile 320 subit un mouvement tangentiel à la rotation, par exemple une pièce mobile 320 sous forme de crochet rotatif, aussi par concision seule une pièce mobile 320 en translation selon un axe linéaire XX sera décrite ici.
La pièce mobile 320 présente un axe d’élongation XX qui est parallèle à, voire confondu avec, son axe de translation. Par concision, on considère ici que le mouvement de translation est réalisé dans un plan horizontal.
On peut prévoir que la pièce mobile 320 comprend au moins une face plane.
On peut prévoir que la pièce mobile 320 comprend un ensemble de contacteurs électriques 323, de préférence disposés sur la surface plane. En l’espèce, les contacteurs électriques 323 sont des broches Pogo, connues sous l’anglicisme «Pogo pins».
Lapièce mobile 320exerce une fonction de pêne dans l’évidement 314 du guide de la pièce oblongue.
La pièce mobile 320 est mobile en translation dans les 2 sens d’un axe de translation, grâce à des moyens de guidage (non illustrés) par exemple des rails.
La pièce mobile 320 présente un corps principal 322 qui comprend deux extrémités. Une première extrémité présente unbord d’attaque 321 et une deuxième extrémité, opposée à la première, est reliée mécaniquement à un dispositif élastique 324 exerçant une force de rappel, par exemple un ressort à spirale ou à lame.
Le bord d’attaque 321 comprend au moins une face plane ou arrondie. La pièce mobile 320 peut présenter une symétrie par rapport à son axe d’élongation, y compris une symétrie de révolution, comme illustré par exemple figure 11.
Quand le bord d’attaque 321 comprend au moins une face plane, celle-ci présente de préférence un angle compris entre 10° et 80° avec un plan horizontal.
Quand le bord d’attaque 321 comprend une face arrondie, de préférence à symétrie de révolution autour de l’axe d’élongation.
On prévoit de préférence que la surface du bord d’attaque 321 est lisse, c’est-à-dire sans aspérités, de sorte que la pièce oblongue 211 peut coulisser dessus avec un minimum de frottements lors de l’insertion de celle-ci dans le guide 310 de la pièce oblongue. On peut prévoir d’ailleurs de recouvrir la surface du bord d’attaque 321 par un revêtement antiadhérent, par exemple du PTFE (PolyTétraFluoroEthylène). Comme vu précédemment, on préfère choisir un couple de matériaux pour la surface du bord d’attaque 321 et la pièce oblongue 211 tels qu’ils présentent un minimum de frottements entre eux.
La pièce mobile 320 peut adopter au moins 2 positions, dites «position d’attente» (voir figure 10) et «position de déverrouillage» (voir figure 7 ou figure 8).
De préférence, la pièce mobile 320 peut en outre adopter une troisième position, dite «position de verrouillage», les 3 positions étant décrites ci-après.
De préférence, on prévoit que la pièce mobile 320 est par défaut en position d’attente, ce qui limite le risque d’obstruction par de la poussière ou du sable dans le guide 310 de la pièce oblongue de translation de la pièce mobile 320.
Position d’attente
Dans la position d’attente, la pièce mobile 320 est au repos et le bord d’attaque 321 de la pièce mobile 320 fait saillie dans la lumière 313 de la partie basse 312 du guide 310 de la pièce oblongue, le corps principal 322 restant de la pièce mobile 320 étant de préférence à l’extérieur de la lumière 313 de la partie basse 312 du guide 310 de la pièce oblongue.
Lors de l’atterrissage d’un drone 200, la pièce oblongue 211 du pied 210 du drone 200 vient au contact de la partie haute 311 du guide 310 de la pièce oblongue et glisse dans la partie basse 312. L’extrémité du pied 210 ou de la pièce oblongue 211 du drone 200 vient au contact du bord d’attaque 321 de la pièce mobile 320.
Le mouvement d’atterrissage vertical de haut en bas de la pièce oblongue 211 exerce une force sur le bord d’attaque 321 de la pièce mobile 320, de sorte que celle-ci coulisse en translation horizontale dans un mouvement de recul jusqu’à la position de déverrouillage (voir figure 9).
Position de déverrouillage
En position de déverrouillage, la pièce mobile 320 a reculé jusqu’à ce que son bord d’attaque 321 ne soit plus dans la lumière du guide 310 de la pièce oblongue, mettant en compression le dispositif élastique 324 exerçant une force de rappel, sous l’effet du poids du drone à l’atterrissage. Pour le décollage, cette position peut également être atteinte par activation du dispositif actif de translation 325 décrit ultérieurement.
La pièce oblongue 211 peut ainsi continuer à glisser verticalement de haut en bas dans la lumière du guide 310 de la pièce oblongue (et de bas en haut pour le décollage), comme illustré figure 8 où le bord d’attaque 321 est en butée contre la partie externe de la pièce oblongue 211.
Lors de l’atterrissage du drone 200, la pièce oblongue 211 continue alors à glisser verticalement jusqu’à ce que l’évidement 212 de la pièce oblongue 211 soit en vis-à-vis de la pièce mobile 320.
Le dispositif élastique 324 peut alors exercer une force de rappel qui ramène la pièce mobile 320 en position initiale (voir figure 12), c’est-à-dire la position d’attente illustrée en figure 13, le bord d’attaque 321 de la pièce mobile 320 étant alors inséré dans l’évidement 212 de la pièce oblongue 211, ce qui maintient le drone 200.
Avantageusement, la séquence de mouvements de la pièce mobile 320 pour passer de la position d’attente lorsque le drone 200 est en vol à la position de déverrouillage lorsque le drone 200 atterrit puis revenir à la position d’attente avec le drone 200 atterri est intégralement mécanique, le dispositif élastique 324 exerçant une force de rappel étant un actionneur passif pour cette séquence. Dans cette séquence de mouvements, le propre poids du drone 200 est l’actionneur principal du verrouillage.
Une fois le drone 200 ainsi maintenu, on peut sécuriser encore plus le maintien en activant l’actionneur, de sorte à insérer au moins une partie du corps principal 322 de la pièce mobile 320 dans l’évidement 212 de la pièce oblongue 211 jusqu’à atteindre une position de verrouillage.
Position de verrouillage
En l’espèce, quand un drone 200 est en position de verrouillage, la pièce mobile 320 est insérée à l’intérieur de l’évidement 314 du guide 310 de la pièce oblongue et à l’intérieur de l’évidement 212 de la pièce oblongue 211, comme illustré figure 14.
On peut prévoir que le guide est équipé d’une butée 330 contre laquelle la pièce oblongue 211 bloque lors de l’atterrissage du drone 200. De préférence, la butée 330 est à distance de la plate-forme, voir figure 19. Avantageusement, la butée 330 peut se présenter sous forme de trou traversant vers l’air libre, ce qui permet aux saletés ou à l’eau de s’écouler.
De préférence, comme illustré sur la figure 19, en position d’attente, l’axe d’élongation de l’évidement 212 est parallèle mais non confondu avec l’axe d’élongation XX de la pièce mobile 320. En l’espèce, l’axe d’élongation de l’évidement 212 est plus proche de la plate-forme que l’axe d’élongation XX de la pièce mobile 320. Grâce à cette caractéristique, lors de la translation de la pièce mobile 320 à l’atterrissage du drone 200, le bord d’attaque 321 de la pièce mobile 320 se glisse dans l’évidement 212 de la pièce oblongue 211 et vient buter contre celle-ci, ce qui soulève alors le drone et permet d’être moins sensible aux saletés sur le pied du drone (sable, terre, etc.).
La pièce mobile 320 est mise en translation grâce à un dispositif actif de translation 325, relié mécaniquement à l’extrémité de la pièce mobile 320 opposée au bord d’attaque 321, par exemple une vis sans fin, un moteur pas à pas, un système de piston pneumatique ou tout autre dispositif équivalent, manuel ou motorisé, qui pousse la pièce mobile 320 à l’opposé de la position de déverrouillage jusqu’à atteindre une position finale de verrouillage.
La position de verrouillage peut être définie par une longueur de course de la pièce mobile 320 par rapport à la position d’attente, par l’atteinte d’une butée (non illustrée), d’un contacteur électrique, d’un capteur de course, d’un interrupteur de course, etc. et appelés génériquement «interrupteur de fin de course326» qui stoppe l’activation du dispositif actif de translation 325 (voir figure 4) ou encore par une mesure du courant du dispositif actif de translation 325 et la comparaison de cette mesure à une valeur seuil prédéterminée.
Le dispositif élastique 324 exerçant une force de rappel peut être désolidarisé de la pièce mobile 320 lors de l’activation du dispositif de translation.
Lorsque la pièce mobile 320 comprend des contacteurs électriques 323, le dispositif de maintien 300 est configuré pour que, en position de verrouillage, chaque contacteur électrique 323 de la pièce mobile 320 vient au contact d’un contacteur électrique 213 correspondant de la pièce oblongue 211 du drone 200.
Grâce à ces contacts électriques entre le drone 200 et le dispositif de maintien 300, il est possible de faire transiter des signaux électriques entre le drone 200 et la plate-forme 100 via le dispositif de maintien 300, et ainsi typiquement de réaliser au moins l’une des opérations suivantes:
- télécharger des données depuis des capteurs ou une mémoire du drone 200, par exemple une vidéo,
- charger des données dans une mémoire du drone 200, par exemple un plan de vol,
- recharger les batteries du drone 200.
Alternativement aux contacts électriques entre le drone 200 et le dispositif de maintien 300, on peut prévoir un ensemble de diodes / photorécepteurs pour un transfert de données, les diodes étant positionnées à la place des contacteurs électriques 323 de la pièce mobile 320 ou à la place des contacteurs électriques 213 de la pièce oblongue, et les photorécepteurs correspondants étant positionnés à la place des contacteurs électriques 213 de la pièce oblongue ou à la place des contacteurs électriques 323 de la pièce mobile 320 respectivement.
Il est également possible d’effectuer des tests, c’est-à-dire une maintenance prédictive, d’un drone 200 maintenu dans le dispositif de maintien 300 selon l’invention. Par exemple, en position de verrouillage, un ensemble d’au moins un signal de commande d’allumage d’au moins un des moteurs des hélices est envoyé au drone 200 par tout moyen de communication, y compris par l’intermédiaire des contacteurs électriques 323 / contacteurs électriques 213. Le drone peut alors émettre par tout moyen de communication, y compris par l’intermédiaire des contacteurs électriques 323 / contacteurs électriques 213, un signal représentatif de l’état du ou des moteurs. On peut alors détecter d’éventuelles anomalies de fonctionnement des moteurs, par exemple une consommation énergétique excessive, des vibrations anormales, etc. par comparaison des valeurs du signal représentatif de l’état du ou des moteurs à des valeurs de référence prédéterminées. Les contacteurs électriques 323 / contacteurs électriques 213 peuvent également servir pour l’alimentation en énergie électrique du drone 200.
Il est ainsi possible d’empêcher un redécollage du drone 200 si celui-ci est défectueux.
A cet effet, on peut prévoir un calculateur (non illustré), disposé dans la plate-forme 100, dans le drone 200, ou dans le dispositif de maintien 300.
Lorsque le drone 200 est maintenu dans le dispositif de maintien 300 en position de verrouillage, le calculateur reçoit un signal représentatif de l’état de fonctionnement du ou des moteurs du drone 200 par tout moyen de communication évoqué précédemment, par exemple par l’intermédiaire des contacteurs électriques 323 ou optiques et des contacteurs électriques 213 ou optiques correspondants, ou par tout moyen de communication radio, y compris Bluetooth.
Le calculateur est programmé pour comparer les valeurs du signal représentatif de l’état du ou des moteurs à des valeurs de référence prédéterminées, et détecter ainsi d’éventuelles anomalies de fonctionnement en fonction du résultat de la comparaison.
Le calculateur peut par exemple émettre un signal d’alarme ou un signal d’annihilation d’une commande de décollage du drone 200 en fonction du résultat de la comparaison.
L’invention n’est pas limitée aux modes de réalisation précédemment décrits.
Par exemple, seul un dispositif de maintien 300 pour drone 200 à atterrissage vertical a été décrit en détail ici. Pour un drone 200 à atterrissage horizontal, l'homme du métier comprendra aisément que les mouvements horizontaux évoqués doivent être pivotés de 90° pour devenir des mouvements verticaux, et que les guides 310 verticaux doivent également être pivotés de 90° pour devenir des guides 310 horizontaux.
Nomenclature
100 Plate-forme
200 Drone
210 Pied de drone
211 Pièce oblongue
212 Evidement de la pièce oblongue
213 Contacteurs électriques de la pièce oblongue
214 Amortisseur
300 Dispositif de maintien
310 Guide de la pièce oblongue
311 Partie haute du guide de la pièce oblongue
312 Partie basse du guide de la pièce oblongue
313 Lumière du guide de la pièce oblongue
314 Evidement du guide de la pièce oblongue
320 Pièce mobile
321 Bord d’attaque
322 Corps principal de la pièce mobile
323 Contacteurs électriques de la pièce mobile
XX Axe d’élongation de la pièce mobile
324 Dispositif élastique exerçant une force de rappel
325 Dispositif actif de translation
326 Interrupteur de fin de course
330 Butée
Claims (10)
- Dispositif de maintien (300), pour le maintien d’un drone (200) sur une plateforme (100), pour drone (200) comprenant un ensemble d’au moins une pièce oblongue (211), la pièce oblongue (211) comprenant un ensemble d’au moins un évidement (212),
le dispositif de maintien (300) comprenant :- un guide (310), comprenant une lumière (313) reliant une partie haute (311) et une partie basse (312) et configurée pour y faire glisser la pièce oblongue (211) de la partie haute (311) vers la partie basse (312) lors de l’atterrissage du drone (200),
- une pièce mobile en translation (320), de préférence selon un axe de translation sensiblement orthogonal à l’axe de la lumière (313) du guide (310), la pièce mobile en translation (320) comprenant un corps principal (322) et un bord d’attaque (321),
- Le guide comprenant en outre un évidement (314) dans lequel la pièce mobile en translation (320) est susceptible d’être insérée de manière réversible, pour que, lorsque la pièce oblongue (211) du drone (200) est insérée dans le guide (310), la pièce mobile en translation (320) traverse également l’évidement (212) de la pièce oblongue (211) et maintient ainsi le drone (200).
- Dispositif selon la revendication 1, comprenant en outre un dispositif élastique exerçant une force de rappel (324) relié au corps principal (322) de la pièce mobile (320), tel que la pièce mobile (320) adopte au repos une position d’attente dans laquelle le bord d’attaque (321) de la pièce mobile (320) fait saillie dans la lumière (313) de la partie basse (312) du guide (310); le bord d’attaque (321) présentant une section en forme de pan coupé ou arrondie.
- Dispositif selon la revendication 2, dans lequel la pièce mobile (320) adopte une position de déverrouillage dans laquelle le dispositif élastique exerçant une force de rappel (324) est mis en compression sous l’action de l’insertion de la pièce oblongue (211) dans le guide (310),
dans lequel, lorsque la pièce oblongue (211) est insérée dans le guide (310), la pièce mobile (320) peut revenir en position d’attente, sous l’action mécanique du dispositif élastique exerçant une force de rappel (324), dans laquelle le bord d’attaque (321) fait saillie dans la lumière (313) de la partie basse (312) du guide (310) et dans l’évidement (212) de la pièce oblongue (211). - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre un dispositif actif de translation (325), relié mécaniquement à l’extrémité de la pièce mobile (320) opposée au bord d’attaque (321), et configuré pour pousser la pièce mobile (320), de manière réversible, dans une direction opposée de la position de déverrouillage jusqu’à atteindre une position finale de verrouillage dans laquelle le corps principal (322) de la pièce mobile (320) traverse la lumière (313) du guide (210).
- Dispositif selon la revendication 4, comprenant en outre un interrupteur de fin de course (326), configuré pour stopper l’activation du dispositif actif de translation (325), et bloquer la pièce mobile (320) en position de verrouillage.
- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel au moins l’un parmi:
- le guide (310),
- le bord d’attaque (321), et
- le corps principal (322)
Présente une surface recouverte d’un matériau antiadhérent. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la pièce mobile (320) comprend en outre un ensemble d’au moins un contacteur électrique (323) ou optique, configuré pour permettre la transmission d’un signal vers ou depuis un ensemble correspondant d’au moins un wcontacteur électrique (213) ou optique, disposé dans la pièce oblongue (211).
- Plateforme (100) de décollage et d’atterrissage d’un drone (200), équipée d’un dispositif de maintien (300) selon l'une quelconque des revendications précédentes.
- Plateforme (100) de décollage et d’atterrissage d’un drone (200), comprenant en outre un calculateur configuré pour, lorsque le drone (200) est maintenu dans le dispositif de maintien (300) en position de verrouillage:
- recevoir un signal représentatif de l’état de fonctionnement du ou des moteurs du drone (200) ;
- détecter d’éventuelles anomalies de fonctionnement par comparaison des valeurs du signal représentatif de l’état du ou des moteurs à des valeurs de référence prédéterminées; et
- émettre un signal d’alarme ou un signal d’annihilation d’une commande de décollage du drone (200). - Véhicule comprenant une plateforme (100) selon l’une quelconque des revendications 8 ou 9.
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| CN113815888A (zh) * | 2021-10-27 | 2021-12-21 | 海南大学 | 一种基于l型推杆的无人机位置锁定与自动充电装置 |
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2020
- 2020-01-27 FR FR2000750A patent/FR3106575B1/fr active Active
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| CN113815888A (zh) * | 2021-10-27 | 2021-12-21 | 海南大学 | 一种基于l型推杆的无人机位置锁定与自动充电装置 |
| CN113815888B (zh) * | 2021-10-27 | 2024-03-22 | 海南大学 | 一种基于l型推杆的无人机位置锁定与自动充电装置 |
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