IT202100028253A1 - Aeromobile senza equipaggio (UAV) - Google Patents

Description

Aeromobile senza equipaggio

DESCRIZIONE

Ambito tecnico

L'invenzione riguarda un aeromobile senza equipaggio (di seguito anche denominato ?UAV?) per eseguire test non distruttivi (di seguito anche indicati come ?NDT?) di strutture.

Stato dell'arte

Il test non distruttivo di strutture comporta l'esame accurato di una struttura senza danneggiarla o senza richiedere un significativo disassemblaggio della stessa. Vari tipi di sensori per NDT possono essere utilizzati per raccogliere dati riguardanti la struttura da cui possono essere identificati difetti interni. I dati acquisiti dai sensori vengono tipicamente elaborati da un'unit? di elaborazione e i dati elaborati possono essere presentati a un utente attraverso un display.

Tra le strutture che vengono usualmente testate in modo non distruttivo, ve ne sono alcune che pongono sfide significative nel test, quali stive, ponti, dighe, piattaforme offshore, raffinerie petrolifere, centrali elettriche, impianti chimici, edifici multipiano, solo per citarne alcuni.

Ispezioni basate su esseri umani in persona di tali strutture possono essere dispendiose in termini di tempo, costose, complicate e spesso pericolose da svolgere per un individuo. Pertanto, nell'industria sussiste la necessit? di affrontare un tale problema.

Un dispositivo per il controllo non distruttivo di strutture e, per esempio, per la misurazione degli spessori di strutture che usano una sonda ultrasonica ? noto dal documento WO2012/013878. Il dispositivo comprende un drone, che ? capace di volo stazionario e che pu? essere preferibilmente pilotato manualmente e da remoto da un operatore che usa un telecomando, nonch? una sonda di misurazione a bordo che ? collegata al drone mediante mezzi di collegamento.

I mezzi di collegamento consentono alla sonda di misurazione, a contatto con una superficie di una struttura da controllare, di essere posizionata e temporaneamente immobilizzata durante il pilotaggio del drone. Tuttavia, durante lo stazionamento del drone, il contatto tra il drone e la superficie della struttura pu? diventare instabile, riducendo la precisione delle misurazioni eseguite con la sonda.

Un UAV adatto a fornire un contatto pi? stabile, in particolare con una parete verticale, ? noto da WO2019/050401. Questo UAV comprende un corpo e rotori, un'estremit? di braccio, una prima estremit? di gamba e una seconda estremit? di gamba intersecate da un piano anteriore e atte a entrare insieme a contatto con la parete in corrispondenza di tre posizioni distanziate. Vantaggiosamente, un dispositivo di ispezione, quale un sensore ultrasonico, pu? essere attaccato al braccio e adattato per misurare una propriet? della parete.

Gli aeromobili noti, citati sopra, sono vantaggiosi per ispezionare punti che altrimenti sarebbero difficili da raggiungere per gli uomini. Tuttavia, le ispezioni che utilizzano tali aeromobili sono ancora complesse e dispendiose in termini di tempo. Un motivo di tale inadeguatezza ? la difficolt? di posizionare in modo preciso qualsiasi sonda o sensore di misurazione nell?ubicazione bersaglio desiderata sulla superficie della struttura da ispezionare.

Un'ulteriore limitazione di questi aeromobili noti ? che, in ambienti ostili, essi possono non resistere a urti con oggetti esterni senza deterioramento del sistema di propulsione di volo.

Un aeromobile adatto a resistere a collisioni con l'ambiente ? noto da WO2019/048439. Questo aeromobile include un telaio interno, un sistema interno di propulsione di volo montato sul telaio interno, un telaio esterno, un sistema cardanico comprendente almeno due accoppiamenti rotativi che accoppiano il sistema interno di propulsione al telaio esterno, un sistema di controllo, una fonte di alimentazione, e un sistema di azionamento del telaio esterno configurato per orientare attivamente il telaio esterno rispetto al telaio interno.

Vantaggiosamente, il telaio esterno protegge i componenti montati in questo aeromobile noto dall'essere danneggiati dopo l?urto con oggetti esterni. Tuttavia, ? evidente che i sistemi di accoppiamento e di azionamento rotativi del telaio esterno aumentano inevitabilmente l?ingombro e la complessit? dell?aeromobile. Al contrario, sarebbe desiderabile fornire un aeromobile che sia pi? compatto, facilitando in tal modo l'accesso ad ambienti angusti.

Oltre ai problemi esposti con riferimento alla tecnica nota sopra citata, occorre notare che l'esecuzione di NDT sulla superficie di una struttura pu? essere ulteriormente complicata dalla presenza di ossidazione, ruggine o agenti contaminanti, quali sporco generico, carbone, grasso, eccetera sulla superficie della struttura.

Un metodo che affronta un tale problema ? noto da WO2019/190325. Questo metodo ? particolarmente adatto a ispezionare e manipolare una trave in corrispondenza di un lato inferiore di un tetto o un ponte, usando un UAV. L'UAV comprende un attrezzo di ispezione per ispezionare una sezione della trave e un attrezzo di manipolazione sotto forma di apparecchiatura di pulizia per pulire una sezione della trave. Quando l'UAV si trova in una posizione sospesa in cui l'UAV ? supportato sulla trave, il metodo comprende: azionare l'apparecchiatura di pulizia per pulire una sezione della trave, posizionare l?attrezzo di ispezione in corrispondenza del punto pulito della trave e ispezionare detto luogo pulito usando l?attrezzo di ispezione.

Sebbene questa soluzione nota sia particolarmente adatta a ispezionare e manipolare una trave, ? evidente che non ? ottimale per ispezionare strutture che sono diverse da una trave. Inoltre, posizionare l?attrezzo di ispezione in corrispondenza del punto pulito della trave pu? essere difficile e dispendioso in termini di tempo poich? richiede la propulsione dell'UAV lungo la direzione longitudinale della trave.

Descrizione dell'invenzione

Il problema tecnico affrontato dalla presente invenzione ? quello di fornire un UAV e possibilmente un metodo per eseguire test non distruttivi, NDT, che siano strutturalmente e funzionalmente configurati per superare almeno parzialmente uno o pi? degli svantaggi esposti con riferimento alla tecnica nota sopra citata.

Nell?ambito di questo problema, un primo obiettivo dell'invenzione ? quello di fornire un UAV robusto in grado di resistere a urti con oggetti esterni senza deterioramento del suo sistema di propulsione o dei suoi sensori.

Un secondo obiettivo dell'invenzione ? quello di fornire un UAV in grado di eseguire NDT altamente precisi di strutture in punti precisi delle stesse. Un ulteriore obiettivo dell'invenzione ? quello di fornire un UAV in grado di mantenere un contatto stabile con la superficie di una struttura.

Un obiettivo dell'invenzione ? anche quello di fornire un UAV versatile, adatto ad eseguire NDT di un'ampia gamma di strutture, senza essere limitato dagli orientamenti spaziali delle loro superfici.

Secondo un aspetto dell'invenzione, questo problema ? risolto e questi obiettivi sono raggiunti fornendo un UAV, pi? in particolare un UAV per eseguire NDT di strutture. Nel presente contesto, il termine "struttura" va inteso in senso ampio non solo in riferimento a edifici ma anche ad altri tipi di strutture, quali strutture di aerei, stive, serbatoi di carburante, fognature, reti elettriche, solo per citarne alcuni.

L'UAV pu? comprendere un sistema di propulsione. Nel presente contesto, l'espressione "sistema di propulsione" si riferisce preferibilmente a un sistema di propulsione di volo, comprendente per esempio un corpo e un certo numero di rotori supportati dal corpo.

L'UAV pu? comprendere inoltre una gabbia protettiva esterna. La gabbia protettiva esterna pu? definire due spazi separati, uno all?interno e l'altro all'esterno della gabbia protettiva esterna. Il sistema di propulsione pu? essere montato all'interno della gabbia protettiva esterna. Inoltre, la gabbia protettiva esterna pu? essere fissata al sistema di propulsione (o al corpo dello stesso), preferibilmente in modo rigido.

Vantaggiosamente, la gabbia protettiva esterna circonda e protegge il sistema di propulsione da urti con oggetti esterni, inclusi, per esempio, urti con la superficie di una struttura che deve essere testata in modo non distruttivo dall'UAV. Per assorbire meglio l'energia d'urto, la gabbia protettiva esterna pu? comprendere una pluralit? di travi collegate l?una all?altra per formare una griglia di poligoni o una struttura geodetica. Inoltre, la gabbia protettiva esterna pu? avere una forma esterna almeno parzialmente arrotondata, per esempio una forma esterna almeno parzialmente ellissoidale, ovoidale, sferoidale o sferica, in modo che il sistema di propulsione sia protetto da tutti i lati in caso di una collisione con un oggetto esterno. Resta inteso che la forma esterna della gabbia protettiva esterna pu? essere sostanzialmente piatta sul fondo dell'UAV per facilitare vantaggiosamente l'atterraggio stabile. Inoltre, l'UAV pu? comprendere un dispositivo di acquisizione di immagini e quindi la forma esterna della gabbia protettiva esterna pu? essere sostanzialmente piatta in una regione in cui il dispositivo di acquisizione di immagini pu? sporgere attraverso la gabbia protettiva esterna, in modo che la vista del dispositivo di acquisizione di immagini vantaggiosamente non sia ostacolata su un ampio angolo dell'ambiente attorno all'UAV.

L'UAV pu? inoltre comprendere un braccio con una prima estremit? e una seconda estremit?. Preferibilmente, il braccio ha uno sviluppo longitudinale lungo, per esempio, un percorso lineare o curvo. La prima e la seconda estremit? del braccio possono essere contrapposte l'una all'altra lungo lo sviluppo longitudinale del braccio.

La prima estremit? del braccio ? attaccata o attaccabile alla gabbia protettiva esterna. Il braccio pu? estendersi verso l'esterno dalla gabbia protettiva esterna e, preferibilmente, la seconda estremit? del braccio ? disposta in corrispondenza di un'estremit? distale del braccio all'esterno della gabbia protettiva esterna, in modo tale che la seconda estremit? del braccio sia vantaggiosamente esposta al contatto con la superficie della struttura da testare, mentre la gabbia protettiva esterna pu? essere mantenuta vantaggiosamente a distanza dalla superficie della struttura. Una superficie, che si impegna con la struttura, configurata per impegnarsi con la superficie della struttura da testare, pu? essere definita sulla seconda estremit? del braccio. La seconda estremit? pu? comprendere mezzi per fissare alla superficie della struttura la superficie che si impegna con la struttura. Tali mezzi includono, per esempio, uno o pi? magneti. Preferibilmente, i magneti sono disposti a filo con la superficie che si impegna con la struttura.

L'UAV pu? inoltre comprendere un sensore per NDT. Nel presente contesto, l'espressione "sensore per NDT" si riferisce preferibilmente a un sensore per eseguire test non distruttivi di strutture. Per esempio, il sensore per NDT pu? essere atto a misurare uno spessore o a rilevare un difetto della struttura da testare. Il sensore per NDT pu? essere configurato per emettere segnali di misurazione e ricevere segnali di ritorno in risposta ad essi. I segnali di misurazione emessi possono essere influenzati dal materiale della struttura che viene testata, per fornire segnali di ritorno che sono rappresentativi delle condizioni fisiche della struttura.

Il sensore per NDT pu? comprendere almeno un sensore ultrasonico, quale un sensore ultrasonico con contatto o senza contatto. Nel presente contesto, l'espressione ?sensore ultrasonico con contatto? si riferisce preferibilmente a un sensore capace di eseguire test ultrasonici (?UT?) soltanto realizzando un contatto diretto o indiretto tra il sensore e la struttura che viene testata. L'espressione "sensore ultrasonico senza contatto", invece, si riferisce preferibilmente a un sensore in grado di eseguire UT senza realizzare un tale contatto. Il sensore ultrasonico senza contatto pu? essere, per esempio, un trasduttore acustico elettromagnetico. In aggiunta o in alternativa, il sensore per NDT pu? comprendere un sensore a correnti parassite. ? anche contemplato che il sensore per NDT possa comprendere uno scanner per NDT.

Il sensore per NDT pu? essere montato in corrispondenza della seconda estremit? del braccio, almeno quando il sensore per NDT ? preferibilmente in una configurazione operativa, come spiegato ulteriormente di seguito. Il sensore per NDT pu? avere una superficie che si impegna con la struttura che ? preferibilmente a filo con la superficie, che si impegna con la struttura, della seconda estremit?, almeno quando il sensore per NDT ? nella configurazione operativa.

Il braccio pu? comprendere un tratto flessibile tra la prima estremit? e la seconda estremit?. Il tratto flessibile pu? estendersi lungo lo sviluppo longitudinale del braccio. Vantaggiosamente, il tratto flessibile consente il movimento della seconda estremit? rispetto alla prima estremit? secondo almeno due, preferibilmente tre e pi? preferibilmente quattro, cinque o sei gradi di libert?. I gradi di libert? liberati dal tratto flessibile facilitano l?instaurazione di un contatto stabile tra il sensore per NDT e la superficie della struttura quando l'UAV si avvicina alla superficie della struttura da uno qualsiasi di un'ampia gamma di angoli rispetto al piano orizzontale o verticale. Inoltre la flessibilit? del braccio consente di eseguire misurazioni anche quando l'UAV esegue lievi regolazioni della sua posizione, quale compensazione di venti laterali durante il volo stazionario, senza che il sensore per NDT perda contatto con la superficie stazionaria della struttura. Resta inteso che, in alcune forme di realizzazione, il tratto flessibile ? assente o sostituito da un tratto rigido del braccio.

Il tratto flessibile pu? comprendere una molla, quale una molla elicoidale, o un materiale resiliente, quale un elastomero. La molla o il materiale resiliente pu? essere disposto lungo lo sviluppo longitudinale del braccio, disaccoppiando in tal modo vantaggiosamente la seconda estremit? dello stesso dai movimenti del resto dell'UAV.

In alcune forme di realizzazione, il tratto flessibile pu? comprendere uno o pi? giunti regolabili che sono disposti preferibilmente lungo lo sviluppo longitudinale del braccio. Pertanto, il braccio pu? essere articolato lungo il suo sviluppo longitudinale attraverso i giunti regolabili. I giunti regolabili consentono vantaggiosamente a un utente di regolare l'orientamento o la disposizione del braccio rispetto al resto dell'UAV per adattarsi in maniera ottimale all'orientamento della superficie da testare o per aggirare qualsiasi ostacolo tra l'UAV e la superficie da testare, facilitando in tal modo misurazioni in punti difficili da raggiungere.

Si noti che i giunti regolabili possono mantenere la loro posizione con forza di ritenuta appropriata per quanto il braccio non ? soggetto a una forza esterna adatta a superare tale forza di ritenuta. In particolare, la forza di ritenuta pu? essere superata dalle forze esterne che agiscono sul braccio al momento del contatto con la superficie della struttura da testare e, durante il test della stessa, che consentono in tal modo una quantit? sufficiente di movimento libero dell'UAV rispetto al sensore NDT per consentire un tempo adeguato perch? il sensore per NDT effettui una lettura affidabile e ripetibile.

Si apprezzer? che grazie al fatto che la gabbia protettiva esterna ? fissata vantaggiosamente al sistema di propulsione, il braccio con il sensore per NDT pu? essere orientato nella direzione desiderata verso la superficie della struttura da testare, regolando di conseguenza l'angolo di imbardata ed eventualmente anche gli angoli di beccheggio e rollio dell'UAV attraverso il sistema di propulsione durante il volo o lo stazionamento dell'UAV.

Pertanto, questa configurazione elimina vantaggiosamente qualsiasi necessit? di un sistema di azionamento della gabbia configurato per orientare attivamente la gabbia protettiva esterna rispetto al sistema di propulsione.

Si noti, tuttavia, che la regolazione dell'angolo di beccheggio, rollio o imbardata dell'UAV per orientare precisamente il braccio nella direzione desiderata rispetto alla superficie della struttura, pu? porre sfide significative nel controllo di volo dal momento che tali regolazioni possono avere precisione limitata che determina possibile posizionamento errato del sensore per NDT. Questo problema pu? essere risolto almeno parzialmente riducendo al minimo il braccio di leva, vale a dire la distanza, tra il sensore per NDT e il centro di gravit? dell'UAV che ? tipicamente in corrispondenza dell'origine degli assi di rollio, beccheggio e imbardata dell?UAV.

A questo proposito, la presenza della gabbia protettiva esterna consente di ridurre la distanza tra il sensore per NDT e il centro di gravit? dell'UAV poich?, proteggendo il sistema di propulsione, la gabbia protettiva esterna consente all'UAV di stazionare in sicurezza in prossimit? della superficie della struttura da testare, consentendo in tal modo al sensore per NDT di essere pi? vicino al resto dell'UAV.

La distanza tra il sensore per NDT e il centro di gravit? dell'UAV ? ulteriormente ridotta riducendo al minimo la lunghezza del braccio. Nel presente contesto, il termine "lunghezza" si riferisce preferibilmente alla lunghezza del braccio misurata lungo lo sviluppo longitudinale del braccio dalla prima estremit? alla seconda estremit? e, pi? precisamente, dalla prima estremit? alla superficie, che si impegna con la struttura, della seconda estremit?. Si precisa che, laddove il tratto flessibile del braccio comprende una molla disposta lungo lo sviluppo longitudinale del braccio, la lunghezza del braccio pu? includere la lunghezza libera della molla ma preferibilmente non la lunghezza del filo della molla.

Il braccio pu? essere pi? corto di una dimensione lineare complessiva della gabbia protettiva esterna. Per esempio, il braccio pu? avere una lunghezza non superiore al 70 o al 50 percento e preferibilmente non superiore al 40 o al 30 percento della dimensione lineare complessiva della gabbia protettiva esterna. In forme di realizzazione preferite, la lunghezza del braccio non supera il 25 o il 20 percento della dimensione lineare complessiva della gabbia protettiva esterna. Nel presente contesto, l'espressione "dimensione lineare complessiva" si riferisce preferibilmente alla dimensione lineare esterna massima della gabbia protettiva esterna, ossia la distanza lineare che separa i due punti della gabbia protettiva esterna che sono pi? lontani tra loro o, in altre parole, il diametro della sfera pi? piccola contenente la gabbia protettiva esterna. Laddove la gabbia protettiva esterna ha una forma esterna almeno parzialmente sferica, la dimensione lineare complessiva ? preferibilmente il diametro, quale il diametro equatoriale, della forma esterna almeno parzialmente sferica. Laddove la gabbia protettiva esterna ha una forma esterna almeno parzialmente sferoidale o ellissoidale, la dimensione lineare complessiva pu? essere misurata lungo l'asse maggiore (ossia il pi? lungo degli assi principali) della forma esterna almeno parzialmente sferoidale o ellissoidale. Pi? in particolare, laddove la gabbia protettiva esterna ha una forma esterna almeno parzialmente sferoidale, la dimensione lineare complessiva pu? essere il diametro maggiore (ossia il pi? lungo tra il diametro equatoriale e il diametro polare) della forma esterna almeno parzialmente sferoidale. Tuttavia ? preferito che la dimensione lineare complessiva sia il diametro equatoriale della forma esterna almeno parzialmente sferoidale. ? anche preferito che la forma esterna almeno parzialmente sferoidale sia oblata.

Ridurre al minimo la lunghezza del braccio ? vantaggioso purch? il sensore per NDT possa stabilire e mantenere un contatto stabile con la superficie della struttura da testare. Per stabilire e mantenere un tale contatto, la lunghezza del braccio ? preferibilmente maggiore di zero. In alcune forme di realizzazione, la lunghezza del braccio ? almeno l?1 o il 2 percento e preferibilmente almeno il 5 o il 10 percento della dimensione lineare complessiva della gabbia protettiva esterna. In questo modo la seconda estremit? del braccio ? vantaggiosamente esposta al contatto con la superficie della struttura da testare, mentre la gabbia protettiva esterna pu? essere mantenuta vantaggiosamente a una distanza dalla superficie della struttura. Inoltre, avere un braccio pi? lungo pu? aumentare la flessibilit? del braccio, il che a sua volta facilita l?instaurazione e il mantenimento di un contatto stabile con la superficie della struttura da testare.

Per migliorare ulteriormente la precisione delle misurazioni effettuate dal sensore per NDT, pu? essere utile eseguire tali misurazioni su una superficie pulita. Pertanto, in alcune forme di realizzazione, un attrezzo di pulizia per pulire la superficie della struttura da testare ? montato sul braccio e pi? in particolare sulla seconda estremit? dello stesso, almeno quando l?attrezzo di pulizia ? preferibilmente in una configurazione operativa come spiegato ulteriormente di seguito. L?attrezzo di pulizia pu? comprendere, per esempio, un attrezzo di pulizia rotante.

Resta inteso che, pi? in generale, l?attrezzo di pulizia pu? essere sostituito da un attrezzo di manipolazione atto a manipolare la superficie della struttura da testare. L?attrezzo di manipolazione pu? comprendere l?attrezzo di pulizia e/o altri utensili, quali un attrezzo di foratura o un attrezzo di campionamento. Pertanto, sebbene caratteristiche preferite saranno descritte di seguito in relazione a forme di realizzazione in cui l?attrezzo di manipolazione ? un attrezzo di pulizia, tali caratteristiche possono trovare ugualmente applicazione anche nel caso in cui sia usato un attrezzo di manipolazione generico.

Preferibilmente, sia l?attrezzo di pulizia sia il sensore per NDT sono montati sul braccio e pi? in particolare sulla seconda estremit? dello stesso, almeno quando sono in rispettive configurazioni operative. L?attrezzo di pulizia pu? essere utilizzato per pulire una porzione della superficie della struttura e quindi il sensore per NDT pu? essere posizionato in corrispondenza della porzione pulita per eseguire un test, quale una misurazione dello spessore. Quando la superficie viene pulita prima dell'esecuzione del test, si possono ottenere risultati pi? precisi. In alcune forme di realizzazione, il braccio comprende un meccanismo di cambio-attrezzo configurato per posizionare in modo reversibile, selettivamente, l?attrezzo di manipolazione o il sensore per NDT in una configurazione operativa in corrispondenza della seconda estremit? del braccio. Pi? in particolare, il meccanismo di cambio-attrezzo ? ruotabile tra una prima posizione, in cui l?attrezzo di manipolazione ? in una configurazione operativa in corrispondenza della seconda estremit? del braccio e il sensore per NDT ? in una configurazione di riposo lontano dalla seconda estremit?, e una seconda posizione, in cui l?attrezzo di manipolazione ? in una configurazione di riposo lontano dalla seconda estremit? del braccio e il sensore per NDT ? in una configurazione operativa in corrispondenza della seconda estremit?. Si noti che nella configurazione operativa una superficie, che si impegna con la struttura, dell?attrezzo di manipolazione o sensore per NDT, a seconda dei casi, ? preferibilmente a filo o almeno sostanzialmente parallela alla superficie, che si impegna con la struttura, della seconda estremit?. Nella configurazione di riposo, invece, la superficie, che si impegna con la struttura, dell?attrezzo di manipolazione o del sensore per NDT, a seconda dei casi, ? preferibilmente ritratta e/o angolata rispetto alla superficie, che si impegna con la struttura, della seconda estremit?.

Per commutare tra la prima e la seconda posizione, il meccanismo di cambio-attrezzo pu? comprendere un primo attuatore con un primo albero rotante, il cui asse di rotazione pu? essere inclinato rispetto allo sviluppo longitudinale del braccio, con un angolo di inclinazione che ? preferibilmente acuto o retto. L?attrezzo di manipolazione e il sensore per NDT possono essere fissati all'albero rotante in rispettive posizioni angolari dello stesso.

In alcune forme di realizzazione, il meccanismo di cambio-attrezzo ? configurato per spostare in modo lineare l?attrezzo di manipolazione e il sensore per NDT verso la e lontano dalla superficie, che si impegna con la struttura, della seconda estremit?, preferibilmente lungo lo sviluppo longitudinale del braccio. Pi? in particolare, il meccanismo di cambioattrezzo nella prima posizione e nella seconda posizione ? configurato per spostare in modo lineare rispettivamente l?attrezzo di manipolazione e il sensore per NDT verso la e lontano dalla superficie, che si impegna con la struttura, della seconda estremit?. In una forma di realizzazione preferita, quando l?attrezzo di manipolazione ? nella configurazione operativa, il meccanismo di cambio-attrezzo ? configurato preferibilmente per spostare in modo lineare l?attrezzo di manipolazione verso la superficie della struttura prima della manipolazione e lontano dalla superficie della struttura dopo la manipolazione. Analogamente, quando il sensore per NDT si trova nella configurazione operativa, il meccanismo di cambio-attrezzo ? configurato preferibilmente per spostare in modo lineare il sensore per NDT verso la superficie della struttura prima del test e lontano dalla superficie della struttura dopo il test. Vantaggiosamente, questa configurazione consente di adattare la distanza dell?attrezzo di manipolazione o del sensore per NDT, a seconda dei casi, dalla superficie della struttura evitando in tal modo l'attrito con la superficie della struttura durante la rotazione del meccanismo di cambio-attrezzo dalla prima posizione alla seconda posizione o viceversa. In aggiunta, questa configurazione pu? diventare utile per staccare i magneti dalla superficie della struttura spingendo l?attrezzo di manipolazione o il sensore per NDT oltre la superficie, che si impegna con la struttura, della seconda estremit?.

Per consentire lo spostamento lineare dell?attrezzo di manipolazione e del sensore per NDT, il primo attuatore pu? essere montato su un elemento scorrevole configurato per essere spostato in modo lineare da un secondo attuatore che pu? essere fissato, per esempio, in corrispondenza della prima estremit? del braccio.

Laddove l?attrezzo di manipolazione, associato al meccanismo di cambioattrezzo, comprende un attrezzo di pulizia, il meccanismo di cambioattrezzo consente vantaggiosamente di posizionare il sensore per NDT in corrispondenza della porzione pulita della superficie della struttura direttamente dopo aver azionato l?attrezzo di pulizia per pulire detta porzione, evitando che nel frattempo la seconda estremit? del braccio si allontani dalla porzione pulita. Quando la seconda estremit? trattiene la sua posizione contro la superficie della struttura mentre il meccanismo di cambio-attrezzo commuta l?attrezzo di pulizia con il sensore per NDT, il posizionamento del sensore per NDT nella porzione pulita ? preciso e, pertanto, pu? essere ottenuta una misurazione precisa.

Per migliorare ulteriormente l'affidabilit? delle misurazioni effettuate dal sensore per NDT, pu? essere utile alimentare dell?accoppiante tra il sensore per NDT e la superficie della struttura che viene testata. Nel presente contesto, il termine ?accoppiante" si riferisce preferibilmente a un mezzo fluido che facilita la trasmissione acustica tra il sensore per NDT e la superficie della struttura che viene testata.

Pertanto, in alcune forme di realizzazione, l'UAV comprende un sistema di erogazione di accoppiante per erogare un accoppiante sul sensore per NDT. Tale previsione ? particolarmente vantaggiosa per migliorare l'affidabilit? del rilevamento di difetti o della misurazione di spessori con un sensore per NDT ultrasonico.

La prima estremit? del braccio pu? essere configurata per attaccarsi in modo reversibile alla gabbia protettiva esterna. Questa configurazione consente vantaggiosamente di sostituire il braccio con uno di ricambio, che pu? anche avere caratteristiche diverse, e consente inoltre di rimuovere il braccio per la manutenzione o la spedizione dell'UAV. In alcune forme di realizzazione, la prima estremit? ? configurata per attaccarsi in modo reversibile alla gabbia protettiva esterna in una qualsiasi di una pluralit? di porzioni di fissaggio distanziate della gabbia protettiva esterna. Le porzioni di fissaggio possono essere definite da rispettive travi o rispettivi moduli di telaio della gabbia protettiva esterna. Pertanto, vantaggiosamente, le porzioni di fissaggio si trovano quasi ovunque attorno alla gabbia protettiva esterna. Si osserver? che tale configurazione consente vantaggiosamente di attaccare il braccio alla gabbia protettiva esterna nel punto che meglio si adatta all'orientamento della superficie della struttura da testare, determinando una configurazione altamente modulare e versatile.

In una forma di realizzazione preferita, l'UAV comprende almeno un sostegno di montaggio fissato alla gabbia protettiva esterna e configurato vantaggiosamente per ricevere la prima estremit? del braccio. La prima estremit? del braccio pu? essere attaccata o attaccabile all'almeno un sostegno di montaggio, preferibilmente in modo reversibile. In aggiunta o in alternativa, l'almeno un sostegno di montaggio pu? essere fissato in modo reversibile alla gabbia protettiva esterna.

Preferibilmente, il braccio ? attaccato o attaccabile all'almeno un sostegno di montaggio in modo articolato, per esempio attorno a un perno interposto tra il sostegno di montaggio e la prima estremit?. Tale articolazione consente vantaggiosamente al braccio di essere orientato verso la superficie della struttura da testare, sia essa verticale, inclinata od orizzontale.

L'UAV pu? comprendere una pluralit? di sostegni di montaggio fissati alla gabbia protettiva esterna. Preferibilmente, i sostegni di montaggio sono fissati alla gabbia protettiva esterna in rispettive porzioni di fissaggio distanziate della gabbia protettiva esterna. Inoltre, preferibilmente, il braccio ? attaccato o attaccabile in modo reversibile a un sostegno di montaggio liberamente selezionato o selezionabile dalla pluralit? di sostegni di montaggio. La possibilit? di attaccare il braccio a uno qualsiasi dei sostegni di montaggio consente vantaggiosamente di attaccare il braccio nella posizione che si adatta meglio all'orientamento spaziale della superficie della struttura.

La pluralit? di sostegni di montaggio pu? comprendere almeno due sostegni di montaggio fissati alla gabbia protettiva esterna in rispettive porzioni di fissaggio delle stessa che sono distanziate verticalmente e/o orizzontalmente l'una dall'altra.

La possibilit? di attaccare il braccio a porzioni verticalmente distanziate della gabbia protettiva esterna facilita il test non distruttivo sia delle superfici rivolte verso il basso, quali i soffitti, sia delle superfici rivolte verso l'alto, quali i pavimenti. A questo scopo, ? preferito che le porzioni di fissaggio per i sostegni di montaggio siano collocate rispettivamente al di sopra e al di sotto del sistema di propulsione.

Viceversa, la possibilit? di attaccare il braccio a porzioni distanziate orizzontalmente della gabbia protettiva esterna facilita il test non distruttivo di una sezione di parete che ? vicina all?intersezione con un'altra parete.

Infatti, laddove il braccio ? attaccato a una porzione anteriore della gabbia protettiva esterna, l?intersezione tra due pareti pu? impedire al braccio di raggiungere la sezione di parete da testare. Questo problema pu? essere risolto, almeno parzialmente attaccando il braccio a una porzione laterale della gabbia protettiva esterna, in cui detta porzione laterale ? distanziata orizzontalmente dalla porzione anteriore della gabbia protettiva esterna.

Per esempio, i sostegni di montaggio possono essere fissati alla gabbia protettiva esterna in rispettive porzioni di fissaggio della stessa che sono distanziate orizzontalmente l'una dall'altra lungo paralleli, ovvero cerchi di latitudine, definiti sulla gabbia protettiva esterna.

Resta inteso che, in alcune forme di realizzazione, la pluralit? di sostegni di montaggio comprende tre o pi? sostegni di montaggio che possono essere distanziati verticalmente e/o orizzontalmente l'uno dall'altro.

In un ulteriore aspetto, l'invenzione riguarda un metodo per eseguire NDT di strutture comprendente:

- fornire un UAV secondo una o pi? delle caratteristiche menzionate sopra,

- determinare un orientamento spaziale di una superficie di una struttura da testare,

- selezionare un sostegno di montaggio dalla pluralit? di sostegni di montaggio in base all'orientamento spaziale della superficie della struttura,

- attaccare in modo reversibile il braccio al sostegno di montaggio selezionato,

- far volare l'UAV in adiacenza alla superficie della struttura,

- avvicinare il sensore per NDT alla superficie della struttura, e - azionare il sensore per NDT.

Breve descrizione dei disegni

Le caratteristiche e i vantaggi dell'invenzione saranno resi chiari dalla seguente descrizione dettagliata di una forma di realizzazione preferita ma non esclusiva, esemplificativa, illustrata a titolo di esempio non limitativo con riferimento ai disegni allegati in cui:

- la figura 1 ? una vista prospettica anteriore, in alzato, di un UAV secondo una forma di realizzazione dell'invenzione;

- la figura 2 ? una vista laterale dell'UAV della figura 1;

- la figura 3 ? una vista laterale dell'UAV della figura 1 con il braccio ruotato verso l'alto;

- la figura 4 ? una vista laterale dell'UAV della figura 1 con il braccio in una posizione anteriore;

- la figura 5 ? una vista laterale dell'UAV della figura 1 con il braccio in una posizione inferiore;

- la figura 6 ? una vista prospettica del braccio dell'UAV delle figure precedenti insieme a una forma di realizzazione esemplificativa di un sostegno di montaggio del braccio;

- la figura 7 ? una vista in esploso, laterale, del braccio della figura 6 insieme a un'ulteriore forma di realizzazione esemplificativa del sostegno di montaggio dello stesso;

- la figura 8 ? una vista laterale del braccio della figura 7 assemblato;

- la figura 9 ? una vista prospettica di un tratto del braccio dell'UAV secondo una forma di realizzazione dell'invenzione;

- la figura 10 ? una vista anteriore del braccio della figura 8;

- la figura 11 ? una vista in sezione trasversale, parziale, lungo la linea XI-XI del braccio della figura 10;

- la figura 12 ? una vista prospettica anteriore, in alzato, del braccio dell'UAV secondo un'ulteriore forma di realizzazione dell'invenzione;

- la figura 13 ? una vista prospettica posteriore, in alzato, del braccio della figura 12;

- la figura 14 ? una vista in sezione trasversale, laterale, del braccio della figura 12;

- la figura 15 ? una vista prospettica di un dettaglio dell'UAV della figura 1;

- la figura 16 ? una rappresentazione schematica dell'UAV secondo un'ulteriore forma di realizzazione dell'invenzione.

Forma preferita di realizzazione dell'invenzione

Facendo riferimento alle figure, un UAV 1 per eseguire test non distruttivi ("NDT") di strutture secondo forme di realizzazione dell?invenzione comprende una gabbia protettiva esterna 2, un sistema di propulsione 3 montato all'interno della gabbia protettiva esterna 2, un braccio 4 con una prima estremit? 5 attaccata alla gabbia protettiva esterna 2, e un sensore per NDT 6 montato in corrispondenza di una seconda estremit? 7 del braccio, il braccio 4 comprendendo preferibilmente un tratto flessibile 8 tra la prima estremit? 5 e la seconda estremit? 7.

Il sistema di propulsione 3 pu? comprendere un corpo 9 e un certo numero di rotori 10 sostenuti dal corpo 9. I rotori possono comprendere una o pi? eliche azionate da motori elettrici controllati da un sistema di controllo e alimentati da una o pi? batterie, secondo varie configurazioni che sono di per s? note nella tecnica. All?interno dell?ambito dell'invenzione, il sistema di propulsione pu? tuttavia essere azionato da altri tipi di motori, per esempio motori a combustione e la fonte di energia pu? essere fornita nella forma per esempio di combustibile liquido. In forme di realizzazione preferite, il sistema di propulsione pu? comprendere tre o quattro eliche, ad esempio in una configurazione rettangolare, le eliche essendo controllate singolarmente, o controllate a coppie, per regolare gli angoli di rullio, imbardata e beccheggio dell'UAV 1 per il volo e lo stazionamento dell'UAV.

La gabbia protettiva esterna 2 pu? essere fissata al corpo 9 del sistema di propulsione e pu? avere una forma sostanzialmente sferica, come mostrato negli esempi delle figure da 1 a 5, opzionalmente con un fondo piatto 11. In alternativa, la gabbia protettiva esterna 2 pu? avere una forma sostanzialmente sferoidale, come mostrato nell'esempio della figura 16, opzionalmente con il fondo piatto 11. La gabbia protettiva esterna 2 pu? comprendere travi 12 collegate tra loro per formare moduli di telaio 13. I moduli di telaio 13 possono avere una forma a pentagono esterna e possono essere fissati insieme in modo reversibile. Pi? in particolare, i moduli di telaio 13 adiacenti possono essere fissati insieme in modo reversibile in corrispondenza degli angoli 13a della loro forma a pentagono esterna, per esempio mediante connettori 14.

I connettori 14 possono essere attaccati in modo permanente alle estremit? longitudinali delle travi 12 o, in una forma di realizzazione preferita, i connettori 14 possono essere configurati per consentire il collegamento rimovibile tra moduli di telaio 13 in modo tale che la gabbia protettiva esterna 2 possa essere assemblata da moduli di telaio 13 e disassemblata almeno parzialmente. L'assemblaggio e il disassemblaggio dei moduli di telaio 13 facilitano vantaggiosamente la spedizione dell'UAV 1, dotando la gabbia protettiva esterna 2 di parti che possono essere collegate tra loro prima dell'uso, e scollegate in due o pi? parti per l?imballaggio, lo stoccaggio e il trasporto. Il disassemblaggio di moduli di telaio 13 pu? anche facilitare la manutenzione, per esempio sostituendo moduli di telaio con travi rotte, o l'accesso al sistema di propulsione 3 all'interno della gabbia protettiva esterna 2.

In alcune forme di realizzazione, un sistema di sostegno di sensore 15 ? fissato sulla gabbia protettiva esterna 2 e un sistema sensore 16 pu? essere accoppiato al sistema di sostegno di sensore 15. Il sistema di sostegno di sensore 15 pu? comprendere un elemento di telaio di gabbia 17 che, in forme di realizzazione preferite, comprende un profilo esterno simile a un modulo di telaio 13, in modo tale che il sistema di sostegno di sensore 15 possa essere fissato alla gabbia protettiva esterna 2 formando parte della gabbia protettiva esterna 2 in sostituzione di uno dei moduli di telaio 13. Pi? in particolare, l'elemento di telaio di gabbia 17 pu? comprendere travi 12 che sono disposte preferibilmente in una forma a pentagono.

Il sistema sensore 16 pu? comprendere un dispositivo di acquisizione di immagini 18, per esempio in particolare una videocamera per acquisire immagini in movimento o stazionarie, e pu? inoltre comprendere un sistema di illuminazione 19, per esempio per proiettare luce infrarossa o visibile per il dispositivo di acquisizione di immagini 18.

L'elemento di telaio di gabbia 17 pu? essere fissato alla gabbia protettiva esterna 2 e configurato per fornire un'apertura 20 che consente al sistema sensore 16 di sporgere attraverso di essa, in modo tale che il dispositivo di acquisizione di immagini 18 abbia una vista senza ostacoli su un ampio angolo dell'ambiente attorno all'UAV 1.

Il sensore per NDT 6 ? sostenuto dal braccio 4, che pu? essere attaccato alla gabbia protettiva esterna 2 e pu? estendersi verso l'esterno da essa. Facendo riferimento alle forme di realizzazione delle figure 1, 2 o 4, il braccio 4 pu? estendersi davanti al sistema sensore 16 per proteggere vantaggiosamente il sistema sensore 16 da urti con oggetti esterni e in particolare da urti con una superficie 21 di una struttura da testare mediante il sensore per NDT 6.

Il sensore per NDT 6 pu? comprendere un sensore ultrasonico 22 atto a misurare lo spessore o a identificare un difetto della struttura.

Il braccio 4 si estende lungo uno sviluppo longitudinale X tra la prima estremit? 5 del braccio, che ? attaccata o attaccabile alla gabbia protettiva esterna 2, e la seconda estremit? 7 del braccio, su cui pu? essere identificata una superficie 23 che si impegna con la struttura. Lo sviluppo longitudinale X del braccio tra la prima estremit? 5 e la seconda estremit? 7 pu? essere dritto o curvo. La superficie 23 che si impegna con la struttura pu? essere planare e preferibilmente perpendicolare allo sviluppo longitudinale X del braccio 4. Il sensore per NDT 6 pu? essere fissato alla seconda estremit? 7 e pu? avere una superficie 24, che si impegna con la struttura, che ? planare e preferibilmente a filo con la superficie 23, che si impegna con la struttura, della seconda estremit? 7. La prima estremit? 5 pu? essere attaccata alla gabbia protettiva esterna 2 attraverso un sostegno di montaggio 25. ? preferibile che la prima estremit? 5 sia attaccata o attaccabile al sostegno di montaggio 25 in modo articolato, per esempio attorno a un perno 26 illustrato nella forma di realizzazione della figura 6. Il perno 26 pu? essere inserito in aperture 27, quali fori passanti, definiti rispettivamente nella prima estremit? 5 e nel sostegno di montaggio 25.

L'articolazione tra la prima estremit? 5 e il sostegno di montaggio 25 consente al braccio 4 di essere ruotato verso l'alto o verso il basso attorno a un asse di articolazione Y che pu? essere disposto parallelamente all'asse di beccheggio dell'UAV. Si apprezzer? che l'articolazione consente vantaggiosamente di indirizzare il braccio 4 perpendicolarmente alla superficie 21 della struttura da testare in modo tale che la superficie 24, che si impegna con la struttura, del sensore per NDT 6 possa essere parallela alla superficie 21 della struttura.

Le figure 2 e 3 mostrano due orientamenti esemplificativi che il braccio 4 pu? assumere attorno all'asse di articolazione Y per dirigere il sensore per NDT 6 verso la superficie 21 della struttura. Nell'esempio della figura 2, il braccio 4 ? orientato orizzontalmente per utilizzare il sensore per NDT 6 su una superficie verticale situata davanti all'UAV 1. Nell'esempio della figura 3, invece, il braccio 4 ? ruotato verso l'alto per utilizzare il sensore per NDT 6 su una superficie orizzontale situata sopra l'UAV. Si apprezzer? che fornire un braccio 4 che ? in grado di essere spostato a un'ampia gamma di angoli rispetto al piano orizzontale, evita che l'UAV debba adottare un percorso di volo irregolare e pericoloso e facilita un buon contatto tra il sensore per NDT 6 e la superficie 21 della struttura.

Il sostegno di montaggio 25 e la prima estremit? 5 possono essere configurati per consentire un attacco rimovibile reciproco in modo tale che il braccio 4 possa essere attaccato a e rimosso dalla gabbia protettiva esterna 2 almeno parzialmente. Mezzi di attacco reversibili, preferibilmente con rilascio rapido, possono essere previsti tra la prima estremit? 5 e il sostegno di montaggio 25. Per esempio, il perno 26 pu? essere inserito in modo reversibile nelle aperture 27 e tenuto in posizione mediante un collegamento filettato, per esempio con un dado 28. Resta inteso che il perno 26 e il dado 28 possono essere sostituiti con altri mezzi di attacco, quale un innesto a baionetta tra la prima estremit? 5 e il sostegno di montaggio 25.

L'attacco e la rimozione del braccio 4 possono facilitare la spedizione dell'UAV 1 dotandolo di parti che possono essere collegate tra loro prima dell'uso, e scollegate in due o pi? parti per l?imballaggio, lo stoccaggio e il trasporto. La rimozione del braccio 4 pu? anche essere usata per la manutenzione, per esempio quando il braccio 4 ? rotto, o per sostituire il braccio 4 con un altro avente caratteristiche diverse quale una lunghezza diversa L o un sensore per NDT 6 diverso.

In alcune forme di realizzazione, la rimozione e il riattacco del braccio 4 permettono di cambiare l?ubicazione del braccio 4 sulla gabbia protettiva esterna 2. Per esempio, il braccio 4 pu? essere attaccabile in modo reversibile in uno qualsiasi di un certo numero di punti della gabbia protettiva esterna 2 che sono distanziati verticalmente l?uno dall?altro. A questo scopo, l'UAV 1 pu? comprendere una pluralit? di sostegni di montaggio 25 fissati alla gabbia protettiva esterna 2 in rispettive porzioni di fissaggio distanziate della gabbia protettiva esterna 2. Le porzioni di fissaggio possono essere definite dalle travi 12 di rispettivi moduli di telaio 13 e/o dell'elemento di telaio di gabbia 17. Il braccio 4 pu? essere attaccato in modo reversibile a qualsiasi sostegno di montaggio 25 selezionato dalla pluralit? di sostegni di montaggio 25.

Le forme di realizzazione delle figure da 1 a 3, 4 e 5 mostrano una gamma di tre posizioni in cui il braccio 4 pu? essere posizionato sulla gabbia protettiva esterna 2.

Facendo riferimento all'esempio delle figure da 1 a 3, il braccio 4 pu? essere montato in una regione della gabbia protettiva esterna 2 che ? situata sopra al corpo 9, ai rotori 10 e/o al sistema sensore 16. Questa configurazione pu? essere adatta a testare una parete situata davanti all'UAV 1 quando il braccio 4 si estende anche davanti all'UAV come mostrato nelle figure 1 e 2, o una superficie rivolta verso il basso situata sopra all'UAV quando il braccio 4 ? ruotato verso l'alto come mostrato nella figura 3.

Facendo riferimento all'esempio della figura 4, il braccio 4 pu? essere montato a un'altezza compresa tra i rotori 10 e il sistema sensore 16. Questa configurazione pu? essere adatta per testare una parete davanti all'UAV 1.

Facendo riferimento all'esempio della figura 5, il braccio 4 pu? essere montato in una regione della gabbia protettiva esterna 2 che ? situata al di sotto del corpo 9 e/o dei rotori 10. Questa configurazione pu? essere adatta a testare una superficie rivolta verso l'alto situata al di sotto dell'UAV 1, sia essa una superficie orizzontale o inclinata.

In alcune forme di realizzazione, i sostegni di montaggio 25 sono fissati in modo reversibile alla gabbia protettiva esterna 2, preferibilmente in corrispondenza dei vertici interconnessi 13a di moduli di telaio adiacenti 13 ed eventualmente dell'elemento di telaio di gabbia 17, per esempio attraverso fascette. Pi? precisamente, le fascette possono fissare i sostegni di montaggio 25 alle travi 12 della gabbia protettiva esterna. Facendo riferimento all'esempio della figura 7, ciascun sostegno di montaggio 25 pu? includere una o pi? gambe 29 configurate per aderire a rispettive travi 12 dei moduli di telaio 13 e/o dell'elemento di telaio di gabbia 17. Le gambe 29 possono estendersi lungo le travi 12 a cui aderiscono e possono essere fissate ad esse attraverso rispettive fascette. Pi? in particolare, le fascette possono essere fatte passare attraverso rispettive scanalature 30 delle gambe 29. Preferibilmente, le scanalature 30 sono estese perpendicolarmente alle rispettive gambe 29. Rimuovendo un sostegno di montaggio 25 dalla gabbia protettiva esterna 2 ? possibile fissarlo nuovamente a una porzione di fissaggio diversa della gabbia protettiva esterna 2. Pi? in particolare, una pluralit? di porzioni di fissaggio distanziate pu? essere definita sulla gabbia protettiva esterna 2, e uno o pi? sostegni di montaggio 25 possono essere fissati in modo reversibile alla gabbia protettiva esterna 2 in rispettive porzioni di fissaggio distanziate della stessa, selezionate o selezionabili dalla pluralit? di porzioni di fissaggio distanziate. Per esempio, facendo riferimento alla figura 1, due sostegni di montaggio 25 sono fissati alla gabbia protettiva esterna 2 in rispettive porzioni di fissaggio della stessa che sono verticalmente distanziate l'una dall'altra. Inoltre, facendo riferimento all'esempio della figura 4, un terzo sostegno di montaggio 25 pu? essere fissato alla gabbia protettiva esterna 2, pi? precisamente all'elemento a gabbia di telaio 17, in una posizione che ? vantaggiosamente interposta tra gli altri due sostegni di montaggio.

Si apprezzer? che fornire un braccio 4 che ? in grado di essere montato in un'ampia gamma di punti sulla gabbia protettiva esterna 2 consente di montare il braccio 4 nel luogo che si adatta meglio all'orientamento della superficie 21 della struttura da testare. Inoltre, si noti che la possibilit? di montare il braccio 4 in un'ampia gamma di punti sulla gabbia protettiva esterna 2 pu? essere combinata con la possibilit? di ruotare il braccio 4 attorno al perno 26, per garantire vantaggiosamente che il sensore per NDT 6 possa essere sempre disposto in modo essenzialmente parallelo alla superficie 21 della struttura, sia essa verticale, inclinata, orizzontale, rivolta verso l'alto o rivolta verso il basso.

Per facilitare un buon contatto tra la superficie 21 della struttura e il sensore per NDT 6, il braccio 4 pu? comprendere il tratto flessibile 8 che si estende tra la prima estremit? 5 e la seconda estremit? 7. Facendo riferimento agli esempi delle figure da 6 a 8, il tratto flessibile 8 comprende una molla 31, preferibilmente una molla elicoidale 32, che si estende lungo lo sviluppo longitudinale X del braccio. In corrispondenza della prima estremit? 5, un'estremit? longitudinale della molla 31 ? accoppiata preferibilmente su un pezzo di montaggio 33, configurato per attaccarsi in modo reversibile a uno qualsiasi dei sostegni di montaggio 25. In corrispondenza della seconda estremit? 7, invece, l'estremit? longitudinale contrapposta della molla 31 ? preferibilmente alloggiata in un cappuccio 34. Vantaggiosamente, tra il pezzo di montaggio 33 e il cappuccio 34, la molla 31 ? libera di allungarsi, piegarsi o torcersi nello spazio, in modo tale che il sensore per NDT 6 possa muoversi in gradi di libert? in traslazione e/o rotazione rispetto alla gabbia protettiva esterna 2. I gradi di libert? possono facilitare il posizionamento del sensore per NDT 6 a filo contro la struttura da ispezionare, il che garantisce letture precise e consente sufficiente movimento libero dell'UAV 1 per consentire un tempo adeguato perch? il sensore per NDT effettui una lettura affidabile e ripetibile.

Resta inteso che, in alternativa o in aggiunta alla molla 31, il tratto flessibile 8 pu? comprendere un elastomero 35, quale un elastomero polimerico o materiale di gomma, come spiegato ulteriormente di seguito facendo riferimento all'esempio delle figure da 12 a 14, e/o uno o pi? giunti regolabili 36 collegati in serie lungo lo sviluppo longitudinale X del braccio, come illustrato, per esempio, nella figura 9.

I giunti regolabili 36, quali giunti a sfera o giunti flessibili, possono essere realizzati a partire da una catena di raccordi in plastica che sono innestati insieme e che, con forza di ritenuta adeguata, mantengono la loro piegatura in modo di serraggio. In alcune forme di realizzazione, i giunti regolabili 36 formano un collo d?oca (in inglese ?gooseneck?) come quelli trovati in lampade o sostegni di microfono a collo d?oca. Il collo d?oca pu? essere realizzato a partire da un tubo flessibile metallico elicoidale che pu? essere piegato nella direzione desiderata e rimanere in quella posizione.

Facendo riferimento agli esempi delle figure 2 e 8, il braccio 4 ? dimensionato per estendersi longitudinalmente per una lunghezza L che ? compresa tra l?1 e il 50 percento, preferibilmente tra l?1 e il 30 percento e in modo ulteriormente preferibile tra il 5 e il 25 percento di una dimensione lineare complessiva D (nella presente forma di realizzazione, il diametro equatoriale) della gabbia protettiva esterna 2. Tale lunghezza L consente un posizionamento ottimale del sensore per NDT 6 rispetto al resto dell'UAV poich?, da un lato, garantisce che la distanza tra il sensore per NDT e la gabbia protettiva esterna 2 sia sufficientemente grande per fornire un sufficiente grado di libert? tra il sensore per NDT e la gabbia protettiva esterna e, dall'altro, garantisce che la distanza tra il sensore per NDT e il centro di gravit? G dell'UAV sia sufficientemente piccolo per controllare in modo preciso la posizione del sensore per NDT regolando l'angolo di imbardata ed eventualmente anche gli angoli di beccheggio e rollio dell'UAV durante il volo o lo stazionamento.

In alcune forme di realizzazione, il sensore per NDT 6 pu? essere fissato a un sostegno di sensore 37 attaccato alla seconda estremit? 7. Il sostegno di sensore 37 pu? essere solidale al cappuccio 34. La superficie 23, che si impegna con la struttura, della seconda estremit? 7 pu? essere identificata sul lato del sostegno di sensore 37, contrapposto alla prima estremit? 5, lungo lo sviluppo longitudinale X del braccio. Il sensore per NDT 6 pu? essere posizionato nel sostegno di sensore 37 in modo tale che la superficie 24, che si impegna con la struttura, del sensore per NDT sia sostanzialmente a filo con la superficie 23, che si impegna con la struttura, della seconda estremit?. Questa configurazione ? vantaggiosa durante la misurazione quando, in alcune forme di realizzazione, il sensore per NDT 6 deve essere posizionato in una posizione che si attesta direttamente sulla o immediatamente adiacente alla superficie 21 della struttura sotto test.

Oltre a questo punto, si noti che il tratto flessibile 8 consente vantaggiosamente un movimento indipendente dell'UAV 1 rispetto al sensore per NDT 6 in modo tale che variazioni minori nel volo dell'UAV non interferiscano con il contatto a filo che il sensore per NDT pu? richiedere per ottenere misurazioni precise. Resta inteso, tuttavia, che in alcune forme di realizzazione il sensore per NDT 6 pu? essere adatto a eseguire misurazioni a una certa distanza dalla superficie 21 della struttura. In questo caso, il sensore per NDT 6 pu? essere montato in una posizione retratta rispetto alla superficie 23, che si impegna con la struttura, della seconda estremit?.

Una pluralit? di magneti 38 pu? essere fissata al sostegno di sensore 37 per fissare in modo reversibile il sostegno di sensore 37 alla superficie 21 della struttura, in particolare nel caso preferito di una struttura metallica. Per garantire un buon contatto per effettuare una misurazione NDT, i magneti 38 sono disposti preferibilmente a filo con la superficie 24, che si impegna con la struttura, del sensore per NDT. Inoltre, in alcune forme di realizzazione, la superficie 23, che si impegna con la struttura, della seconda estremit? ? definita dai magneti 38, che sono preferibilmente tre in modo da consentire vantaggiosamente contatto isostatico con la superficie 21 della struttura.

I magneti 38 possono essere magneti permanenti e, pi? in particolare, magneti al neodimio dal momento che tali magneti sono pi? piccoli e pi? forti.

I magneti 38 possono essere montati su rispettive diramazioni 39 del sostegno di sensore 37. Le diramazioni 39 possono trovarsi su un piano perpendicolare allo sviluppo longitudinale X del braccio e possono sporgere radialmente attorno al sensore per NDT 6. ? preferibile che le diramazioni 39 siano distanziate l'una dall'altra di un angolo costante A1. Facendo riferimento all'esempio della figura 10, il sostegno di sensore 37 ha tre diramazioni 39 distanziate tra loro di 120 gradi.

Vantaggiosamente, le diramazioni 39 sono flessibili in modo da adattarsi alla forma della superficie 21 della struttura, sia essa convessa, piatta o eventualmente concava. Come esempio, se deve essere ispezionata una conduttura, le diramazioni flessibili 39 si fletteranno in modo da adattarsi alla curvatura della conduttura. Tuttavia, se deve essere testata una parete metallica piatta, le diramazioni flessibili 39 rimarranno dritte.

I magneti 38 possono essere staccati dalla superficie 21 della struttura spingendo l'UAV 1 lontano dalla superficie della struttura tramite il sistema di propulsione 3. In alcuni casi, il sistema di propulsione 3 pu? anche inclinarsi e far ruotare la gabbia protettiva esterna 2 contro la superficie della struttura 2 per spingere i magneti 38 lontano da essa. Facendo riferimento a un'ulteriore forma di realizzazione del braccio 4, mostrata nelle figure da 12 a 14, la prima estremit? 5 ? configurata per attaccarsi in modo reversibile alla gabbia protettiva esterna 2. Pi? in particolare, il braccio 4 pu? comprendere mezzi di fissaggio atti a fissare la prima estremit? 5 a una o pi? travi 12 della gabbia protettiva esterna 2. Per esempio, il braccio 4 pu? comprendere uno o pi? uncini 40 posizionati in corrispondenza della prima estremit? 5 e configurati per pendere da una trave 12. Il braccio pu? inoltre comprendere una coppia di scanalature opposte 41 posizionate in corrispondenza della prima estremit? 5, le scanalature opposte 41 essendo configurate per incastrarsi tra rispettive travi 12 adiacenti. Gli uncini 40 e le scanalature 41 possono essere distanziati verticalmente gli uni dalle altre. Pi? in particolare, gli uncini 40 possono essere situati al di sopra delle scanalature 41. Questa configurazione consente vantaggiosamente al braccio 4 di essere rimosso e fissato in modo reversibile alla gabbia protettiva esterna 2 in una qualsiasi di una pluralit? di porzioni di fissaggio distanziate della stessa.

Gli uncini 40 e le scanalature 41 o altri mezzi di fissaggio possono essere realizzati a partire da un elastomero 35 che pu? inoltre estendersi dalla prima estremit? 5 verso la seconda estremit? 7 per formare il tratto flessibile 8 del braccio.

In alcune forme di realizzazione, il braccio 4 comprende un attrezzo di pulizia 42 che pu? essere montato in corrispondenza della seconda estremit? 7, almeno quando l?attrezzo di pulizia ? in una configurazione operativa, come spiegato ulteriormente di seguito. L?attrezzo di pulizia 42 pu? comprendere una spazzola rotante, per esempio una spazzola di acciaio o una spazzola abrasiva. Opzionalmente, l?attrezzo di pulizia 42 comprende un tampone di pulizia 43, quale un tampone di pulizia abrasivo, che ? attaccato in modo rimovibile all?attrezzo di pulizia 42 consentendo in tal modo la sostituzione del tampone di pulizia. Il tampone di pulizia 43 pu? essere attaccato all?attrezzo di pulizia 42 con un sistema di fissaggio del tipo noto con il marchio VELCRO.

Il braccio 4 pu? comprendere un elemento 44, che si impegna con la struttura, montato in corrispondenza della seconda estremit? 7. La superficie 23, che si impegna con la struttura, della seconda estremit? pu? essere definita sul lato dell?elemento 44, che si impegna con la struttura, contrapposto alla prima estremit? 5 lungo lo sviluppo longitudinale X del braccio. Una pluralit? di magneti 38 pu? essere fissata all?elemento 44, che si impegna con la struttura, per attaccarlo in modo reversibile alla superficie della struttura da testare. Preferibilmente, la superficie 23 che si impegna con la struttura ? sostanzialmente planare e, ancora pi? preferibilmente, i magneti 38 sono sostanzialmente a filo con la superficie 23 che si impegna con la struttura. In alcune forme di realizzazione, un'apertura 45 ? definita attraverso l'elemento 44 che si impegna con la struttura. I magneti 38 possono essere disposti attorno all'apertura 45. Vantaggiosamente, l'apertura 45 consente al sensore per NDT 6 e/o all?attrezzo di pulizia 42 di sporgere attraverso di essa.

In alcune forme di realizzazione, l?attrezzo di pulizia 42 e il sostegno di sensore 37 sono associati a un meccanismo di cambio-attrezzo 46 integrato nel braccio 4. Vantaggiosamente, il meccanismo di cambioattrezzo 46 ? configurato per posizionare alternativamente l?attrezzo di pulizia 42 o il sostegno di sensore 37 in una configurazione operativa in corrispondenza della seconda estremit? 7. In una forma di realizzazione preferita, il meccanismo di cambio-attrezzo 46 comprende un primo attuatore 47, quale un primo motore elettrico, con un primo albero rotante 48, il cui asse di rotazione Z ? preferibilmente inclinato rispetto allo sviluppo longitudinale X del braccio mediante un angolo di inclinazione A2 preferibilmente tra 30? e 60? e in modo ulteriormente preferibile di circa 45?. L?attrezzo di pulizia 42 e il sostegno di sensore 37 possono essere fissati al primo albero rotante 48 in rispettive posizioni angolari dello stesso, in modo tale che il primo albero rotante 48 sia ruotabile tra una prima posizione in cui l?attrezzo di pulizia 42 si trova in una configurazione operativa in corrispondenza della seconda estremit? 7 e il sensore per NDT 6 si trova in una configurazione di riposo lontano dalla seconda estremit?, come illustrato nell'esempio delle figure da 12 a 14, e una seconda posizione in cui l?attrezzo di pulizia 42 si trova in una configurazione di riposo lontano dalla seconda estremit? 7 e il sensore per NDT 6 ? in una configurazione operativa in corrispondenza della seconda estremit?.

In alcune forme di realizzazione, il meccanismo di cambio-attrezzo 46 ? configurato inoltre per spostare in modo lineare l?attrezzo di pulizia 42 e il sostegno di sensore 37 lungo lo sviluppo longitudinale X del braccio. Pi? in particolare, il primo attuatore 47 pu? essere montato su un elemento scorrevole 49 configurato per essere spostato linearmente lungo lo sviluppo longitudinale X del braccio mediante un secondo attuatore 50, quale un secondo motore elettrico, fissato per esempio in corrispondenza della prima estremit? 5. L'elemento scorrevole 49 pu? essere sotto forma di una cremagliera 51 configurata per impegnarsi con un ingranaggio 52 accoppiato su un secondo albero rotante 53 del secondo attuatore 50. La cremagliera 51 pu? estendersi lungo lo sviluppo longitudinale X del braccio, mentre il secondo albero rotante 53 pu? estendersi perpendicolarmente a esso.

L'elemento 44, che si impegna con la struttura, e i mezzi di fissaggio per fissare la prima estremit? 5 alla gabbia protettiva esterna 2 possono essere collegati l'uno all'altro mediante uno o pi? elementi di collegamento 54 che si estendono lungo lo sviluppo longitudinale X del braccio. In una forma di realizzazione preferita, l?elemento/gli elementi di collegamento 54 e l'elemento 44, che si impegna con la struttura, definiscono una camera protetta all'interno della quale il meccanismo di cambio-attrezzo 46 con l'utensile di pulizia 42 e il sostegno di sensore 37 sono alloggiati e protetti da urti accidentali con l'ambiente.

Come mostrato almeno parzialmente nell'esempio di figura 15, l'UAV 1 pu? comprendere inoltre un sistema di erogazione di accoppiante 55 per erogare un accoppiante sul sensore per NDT 6. La presenza di un tale sistema 55 ? particolarmente vantaggiosa laddove il sensore per NDT comprende un sensore ultrasonico con contatto.

Il sistema di erogazione di accoppiante 55 pu? comprendere un dispositivo di erogazione di accoppiante 56 montato all'interno della gabbia protettiva esterna 2, un ugello di erogazione di accoppiante 57 disposto preferibilmente in corrispondenza della seconda estremit? 7 come illustrato nelle figure 10 e 11, e un sistema di tubazioni 58 per collegare in modo fluido il dispositivo di erogazione di accoppiante 56 e l'ugello 57.

Il sistema di tubazioni 58 pu? essere flessibile per consentire vantaggiosamente lo spostamento del braccio 4 in un'ampia gamma di angoli e punti attorno alla gabbia protettiva esterna 4.

Il dispositivo di erogazione di accoppiante 56 pu? includere un serbatoio di accoppiante 59 e una pompa 60, collegata in modo fluido a esso, per erogare l?accoppiante dal serbatoio di accoppiante 59 verso l'ugello di erogazione di accoppiante 57.

La pompa 60 pu? essere del tipo peristaltico, fornendo in tal modo precisione di dosaggio elevata. Va compreso che possono essere utilizzati altri tipi di pompe.

Preferibilmente, il serbatoio di accoppiante 59 comprende un contenitore cilindrico 61. Il contenitore cilindrico 61 pu? avere una prima apertura 62 che ? collegata in modo fluido a un lato di aspirazione della pompa 60, e una seconda apertura 63 che ? in comunicazione di fluido con l'ambiente esterno e quindi ? soggetta a pressione atmosferica. Il contenitore cilindrico 61 pu? estendersi longitudinalmente dalla prima apertura 62 alla seconda apertura 63.

Il serbatoio di accoppiante 59 pu? inoltre comprendere un pistone 64 che si accoppia a tenuta all'interno del contenitore cilindrico 61. Preferibilmente, il pistone 64 include una tenuta 65, quale una tenuta di gomma, atta a fornire raccordo a tenuta d?acqua e a tenuta d'aria tra il pistone 64 e il contenitore cilindrico 61. Il pistone 64 pu? essere disposto lungo l'interno del contenitore cilindrico 61 tra la prima e la seconda apertura 62, 63, definendo in tal modo una camera 66 a tenuta d?acqua e a tenuta d'aria che ? collegata in modo fluido alla pompa 60 attraverso la prima apertura 62. Tale camera 66 ? atta a contenere l?accoppiante.

Si apprezzer? che il contenitore cilindrico 61 e il pistone 64 possono essere ottenuti rispettivamente da un cilindro e uno stantuffo di una siringa medicale del tipo facilmente disponibile sul mercato.

Vantaggiosamente, il pistone 64 ? configurato per scorrere lungo l'interno del contenitore cilindrico 61 a tenuta d?acqua e a tenuta d?aria in risposta alla pressione esercitata dalla pompa 60. Quando la pompa 60 preleva l?accoppiante dal serbatoio di accoppiante 59, la pressione ridotta nella camera 66 fa s? che il pistone 64 si sposti lungo l'interno del contenitore cilindrico 61 in seguito al deflusso dell?accoppiante verso la prima apertura 62. Quando l?accoppiante ? finito, la rotazione della pompa pu? essere invertita per riempire il serbatoio di accoppiante 59 da una fonte esterna.

Si noti che la configurazione a tenuta d?acqua e a tenuta d?aria del serbatoio di accoppiante 59 impedisce vantaggiosamente qualsiasi introduzione accidentale di bolle d'aria al suo interno, il che influenzerebbe altrimenti l'alimentazione di accoppiante all'ugello di erogazione di accoppiante 57.

Facendo riferimento all'esempio delle figure 10 e 11, l'ugello di erogazione di accoppiante 57 pu? essere incorporato nel sostegno di sensore 37, preferibilmente in adiacenza al sensore per NDT 6.

L'ugello di erogazione dell?accoppiante 57 pu? comprendere un ingresso di accoppiante 67, per ricevere l?accoppiante dal dispositivo di erogazione di accoppiante 56, e una o pi? uscite di accoppiante 68 disposte attorno al sensore per NDT 6.

In alcune forme di realizzazione, le uscite di accoppiante 68 distali dall'ingresso di accoppiante 67 sono preferibilmente pi? grandi delle uscite di accoppiante prossimali all?ingresso di accoppiante. Questa configurazione consente vantaggiosamente di omogeneizzare il deflusso dell?accoppiante dalle uscite di accoppiante 68 indipendentemente dalla distanza tra l'ingresso 67 e le uscite 68 di accoppiante.

Preferibilmente, l'ugello di erogazione dell?accoppiante 57 comprende una scanalatura anulare 69 che circonda la superficie 24, che si impegna con la struttura, del sensore per NDT, in modo tale da ricevere vantaggiosamente l?accoppiante che defluisce dalle uscite di accoppiante 68 e distribuirlo attorno al sensore per NDT.

Opzionalmente, l'UAV 1 comprende un sensore di localizzazione operativamente connesso al sensore per NDT 6 per annotare una misura ottenuta dal sensore per NDT con dati di localizzazione corrispondenti ottenuti dal sensore di localizzazione. Il sensore di localizzazione pu? comprendere un sensore GPS, un sistema LIDAR, una fotocamera di profondit? 3D e/o un sensore barometrico.

In alcune forme di realizzazione, ? contemplato l'uso di un fascio laser per aiutare a dirigere l'UAV 1 verso una posizione bersaglio sulla superficie della struttura da testare. Il fascio laser pu? essere proiettato da un puntatore laser fissato all'UAV e pu? contribuire al volo manuale o autonomo dell'UAV.

Un esempio del funzionamento dell'UAV 1 ? descritto di seguito.

Prima di far volare l'UAV 1, viene possibilmente identificato l'orientamento della superficie 21 della struttura da testare e la posizione/l'orientamento del braccio 4 rispetto alla gabbia protettiva esterna 2 viene regolato in modo da adattarsi al meglio all'orientamento della superficie 21 della struttura. In seguito, l'UAV 1 si avvicina alla superficie 21 della struttura in volo manuale o autonomo e mette a contatto la superficie 23, che si impegna con la struttura, della seconda estremit? 7 con la superficie 21 della struttura. Dal momento in cui i magneti 38 si impegnano con la superficie 21 della struttura fino al completamento delle operazioni di test, l'UAV 1 mantiene la sua posizione in un volo di stazionamento in adiacenza alla superficie sotto test. Eventuali oscillazioni dell'UAV 1 in questa condizione possono essere neutralizzate dal tratto flessibile 8 del braccio.

L?attrezzo di pulizia 42, se presente, ? preferibilmente utilizzato prima del sensore per NDT 6. Partendo dalla prima posizione del meccanismo di cambio-attrezzo 46, il secondo attuatore 50 mette a contatto l?attrezzo di pulizia 42 con la superficie 21 della struttura e l?attrezzo di pulizia pulisce una porzione della stessa. Quando la pulizia ? completata, il secondo attuatore 50 sposta l?attrezzo di pulizia 42 lontano dalla superficie 21 della struttura e successivamente il primo attuatore 47 ruota il meccanismo di cambio-attrezzo 46 nella seconda posizione. A questo punto, il secondo attuatore 50 mette a contatto il sensore per NDT 6 con la porzione pulita della superficie 21 della struttura e, eventualmente, la pompa 60 ? azionata per erogare accoppiante dalle uscite di accoppiante 68 migliorando in tal modo la trasmissione di onde acustiche tra il sensore per NDT e la superficie della struttura. A questo punto, il sensore per NDT 6 pu? eseguire una misurazione, quale una misurazione di spessore.

Una volta completata la misurazione, il secondo attuatore 50 pu? spostare il sensore per NDT 6 lontano dalla superficie 21 della struttura o pu? spingerlo contro la superficie della struttura finch? il sensore per NDT sporge oltre la superficie 23, che si impegna con la struttura, della seconda estremit? in modo tale da staccare i magneti 38 dalla superficie della struttura.

L'invenzione risolve cos? il problema proposto ottenendo numerosi vantaggi, tra cui fornire un UAV versatile e affidabile in grado di eseguire in modo sicuro ed efficiente test non distruttivi precisi di un'ampia gamma di strutture in punti difficili da raggiungere.