PL243966B1 - Autonomiczna skrzynka do odbioru przesyłek kurierskich z dronów - Google Patents

Abstract

Autonomiczna skrzynka do odbioru przesyłek kurierskich z dronów, w postaci platformy wyposażonej w system nawigacji do naprowadzania i lokalizacji dronów, system lokalizacji poprzez sygnał GPS w oparciu o technologię RTK oraz pozycjonowanie dronów, metodą podczerwieni, wyposażony w kamerę od spodu na odpowiednie znaczniki w podczerwieni, rozmieszczone na polach kosza (1) oraz zespól GPS (6), jest w postaci kosza (1) zamkniętego od góry co najmniej dwudzielną ruchomą zasuwą (3), umieszczoną na szynach (4) będących prowadnicą zasuwy (3), napędzaną silnikiem elektrycznym (5) znajdującym się na szynie (4). Czasza kosza (1) wykonana jest z szeregu geometrycznych płytek (2) przylegających do siebie, a spód zewnętrznej powierzchni czaszy kosza (1) połączony jest z teleskopowym ramieniem (7), przytwierdzonym do elewacji budynku lub balustrady balkonowej. Kosz (1) i zasuwa (3) wykonane są w całości z tworzywa sztucznego.

Description

Przedmiotem wynalazku jest autonomiczna skrzynka do odbioru przesyłek kurierskich z dronów, umieszczona na elewacjach budynków lub balustradach balkonowych, biurowcach, domkach jednorodzinnych i na elewacjach poziomych, typu dachy budynków. Zespół autonomicznych skrzynek stanowi element zewnętrznego systemu zdalnych dystrybucji przesyłek rozsyłanych przy użyciu dronów. Autonomiczna skrzynka jest skrzynką wrzutową dla przesyłek i listów opuszczanych z kursujących drogą powietrzną dronów.

Znane są obecnie przede wszystkim lądowiska dla autonomicznych dronów przeznaczone do obsługi dronów, wraz z systemem lokalizacji i naprowadzania dronów, oraz ze zautomatyzowaną stacją konserwacyjno-obsługową do przeprowadzania napraw, ładowania lub wymiany baterii, przystosowanym do bezobsługowej obsługi ładunków transportowanych przez drony z i do lądowiska.

Lądowiska (zespoły) to urządzenia umożliwiające dronom należącym do różnych właścicieli start i lądowanie, mające na celu uzupełnienie zapasów/stanu naładowania baterii w czasie wykonywania lotu, zatrzymanie się w celu postoju, obsługę dronów uszkodzonych w czasie lotu, a także zautomatyzowany odbiór i nadawanie paczek przechowywanych w zewnętrznym magazynie i transportowanych za pomocą systemu transporterów.

Analiza literatury w tym obszarze nie wykazała jak dotąd rozwiązania o podobnie kompleksowym podejściu do problematyki obsługi dronów autonomicznych niż przedstawione w niniejszym rozwiązaniu. Najbliższymi rozwiązaniami są: system „ptasich budek dla dronów” firmy Amazon, stacje obsługi dronów izraelskiej firmy Airobotics oraz stacja ładowania dronów xStation firmy SkyX.

Pierwszy z nich stanowi system firmy Amazon, który posiada funkcję ładowania, bądź wymiany baterii oraz zrzutu przesyłek. Nie posiada jednak funkcjonalności wielostanowiskowej, jak i zdalnej diagnostyki, napraw czy działań konserwatorskich oraz ładowania indukcyjnego. W zamyśle producenta, montaż stacji może odbywać się z wykorzystaniem infrastruktury miejskiej.

Kolejnym rozwiązaniem jest produkt firmy Airobotics. Przewiduje on możliwość wymiany baterii oraz wymianę ładunku, w tym instrumentów pomiarowych takich jak: kamery, systemu LIDAR czy urządzeń dokonujących pomiarów spektralnych. Zaproponowane rozwiązanie nie uwzględnia jednak zrzutu przesyłek, ładowania indukcyjnego, stacji wielostanowiskowych oraz napraw i zdalnej diagnostyki. Nie uwzględnia także zastosowania w przestrzeni miejskiej, jak i montażu z wykorzystaniem istniejącej infrastruktury miejskiej.

Znane jest przykładowo z patentu nr PL 236449 lądowisko dla dronów, którego istotą jest konstrukcja lądowiska przeznaczonego dla autonomicznych dronów, które zapewnia miejsce postoju dla dronów świadczących usługi, związane np. z kontrolnym przelotem danego terenu, dostarczeniem towarów np. apteczki pierwszej pomocy czy zautomatyzowanego defibrylatora zewnętrznego (AED), oraz dronów kurierskich oczekującym na zlecenie transportu.

Lądowisko posiada szereg funkcjonalności w tym wspomagania lokalizacji i naprowadza dronów znajdujących się w obszarze ich zasięgu, zdalną diagnostykę, która zwiększa bezpieczeństwo lotów i zmniejsza koszty eksploatacji, możliwość napraw i konserwacji, możliwość bezobsługowego ładowania lub wymiany baterii oraz bezobsługowy transport zasobów ładunków transportowanych przez drony do i z lądowiska przy pomocy manipulatora i pasa transmisyjnego.

Lądowisko ma podstawę w postaci bryły o zarysie okręgu, spłaszczonej w części, w osi symetrii, symetrycznie po obu stronach, która ma na całym obwodzie szczelinę, wewnątrz której w podstawie, usytuowana jest wielosegmentowa kopuła, złożona z szeregu zachodzących na siebie elementów, które po rozłożeniu zamykają przestrzeń nad podstawą, tworząc półkolistą kopułę, pośrodku podstawy w osi symetrii usytuowany jest prostopadłościenny kanał, stanowiący prowadnicę dla poruszającej się wewnątrz, wzdłuż kanału platformy z manipulatorem w postaci ramienia robotycznego, zakończonego chwytakiem, zaś symetrycznie po bokach podstawy, usytuowane są dwa kanały o przekroju kwadratowym z zaokrąglonymi narożami, stanowiące przyłącza montażowe lądowiska do wybranej powierzchni, po obu stronach kanału w linii prostej pomiędzy ujściem a kanałem usytuowane są dwie linie transportowe w postaci taśm napędowych do przemieszczania ładunków, przy czym kanał i linie transportowe dzielą podstawę zespołu na równe części, z lądowiskami w postaci platform z podwójnym systemem mocowania dronów, na podstawie zespołu, usytuowana jest antena wewnętrzna, zaś do boku w miejscu wypłaszczenia, zamocowana jest hermetyczna prostopadłościenna skrzynka zawierająca komputer oraz w części górnej antenę zewnętrzną. Lądowisko technicznie i funkcjonalnie przystosowane jest do tworzenia sieci lądowisk, rozmieszczonych w różnych lokalizacjach w obszarze aglomeracji miejskiej sterowanych za pomocą centralnego serwera odpowiedzialnego za koordynację działań floty w obrębie aglomeracji.

Przedmiot rozwiązania wg patentu nr PL 236549 wspomaga lokalizację i umożliwia naprowadzenie dronów znajdujących się w powietrzu. Proces lokalizacji następuje w oparciu o sygnał GPS, który przy wykorzystaniu technologii RTK ma zwiększoną dokładność w zakresie prawidłowego zlokalizowania drona względem lądowiska. Proces naprowadzania oparty jest o technologię podczerwieni, która polega na pozycjonowaniu drona wyposażonego w kamerę od spodu na odpowiednie znaczniki w podczerwieni, rozmieszczone na polach do lądowania. Ponadto lądowiska umożliwiają start i lądowanie autonomicznych dronów, realizację zdalnej diagnostyki przy użyciu kamery zamontowanej na lądowisku, przeprowadzanie drobnych napraw czy działań konserwatorskich, indukcyjne ładowanie baterii. Pod pojęciem centralnego serwera znajduje się kontrola toru lotów drona - celem uniknięcia wzajemnego zderzenia, centralne zarządzanie flotą dronów - polegające na alokacji i kontroli przepływu lotów, obsługę wielu urządzeń użytkowników korzystających z sieci lądowisk.

Innym znanym rozwiązania lądowiska dla autonomicznych dronów jest amerykański patent nr US 2019217968 oraz US 2017166327, w którym przenośna platforma startowa i lądownicza dla dronów zawiera okrągły element powierzchniowy do podtrzymywania drona na powierzchni ziemi. Element powierzchniowy zawiera nieskończoną, elastyczną obciążoną powierzchnię stykającą się z ziemią. Elastyczna powierzchnia jest dopasowująca się do obwodu, na płaskiej lub pofałdowanej topografii powierzchni gruntu. Elastyczna obciążona powierzchnia stykająca się z ziemią, łącząca się i dopasowująca się do obwodu, jest utworzona ze skręconej liny ze stali węglowej. Element powierzchniowy ma średnicę ustalającą obszar podkładki, który jest większy niż jakakolwiek odległość liniowa na obszarze powietrza poruszającego się w dół drona podczas lotu. Podkładka utrzymuje pozycję na powierzchni ziemi bez żadnego oddzielnego elementu mocującego włożonego do podłoża, a podkładka nie jest unoszona z powierzchni ziemi przez powietrze z ciągu drona podczas zbliżania i odlotu drona względem podkładki. Rozwiązanie według amerykańskiego wynalazku nr US 2019217968 zapewnia platformę startową i lądowania dla dronów, która jest szybko i łatwo rozkładana do użytku i składana w celu przechowywania. Niniejsza wkładka również nie wymaga kołków ani innych podobnych urządzeń mocujących do utrzymywania wkładki na miejscu, ułatwiając w ten sposób rozkładanie wkładki i przestawianie wkładki w inne miejsce. Dodatkowo obecna podkładka nie jest przemieszczana przez wiatr lub powietrze poruszające się w dół wytwarzane przez dron, gdy dron jest obsługiwany i odlatuje, zbliża się lub w inny sposób mija podkładkę, na przykład podczas startu i/lub lądowania. Bardziej szczegółowo, przenośna platforma startowa i lądowania dla dronów zawiera okrągły element powierzchniowy do podtrzymywania drona na powierzchni ziemi. Przenośna platforma startowa i lądownicza dla dronów zawiera alternatywnie elastyczną podstawę do podparcia drona na powierzchni ziemi.

Wadą znanych rozwiązań jest ograniczona funkcja lądowiska, skupiająca się jedynie do osiadania drona na platformie startowej, bez funkcji zrzutu ładunku z przelatującego drona i bezpiecznego jego przechowywania na platformie, do czasu odebrania przesyłki.

Autonomiczna skrzynka do odbioru przesyłek kurierskich z dronów w postaci platformy osadzonej na obejmie mocującej i wyposażonej w system nawigacji do naprowadzania i lokalizacji dronów, system lokalizacji poprzez sygnał GPS w oparciu o technologię RTK oraz pozycjonowanie dronów, metodą podczerwieni, wyposażony w kamerę od spodu na odpowiednie znaczniki w podczerwieni, rozmieszczone na polach platformy oraz zespól GPS, według wynalazku jest w postaci kosza zamkniętego od góry co najmniej dwudzielną ruchomą zasuwą, umieszczoną na szynach będących prowadnicą zasuwy, napędzaną silnikiem elektrycznym, znajdującym się na szynie. Czasza kosza wykonana jest z szeregu geometrycznych płytek przylegających do siebie, a spód zewnętrznej powierzchni czaszy kosza połączony jest z teleskopowym ramieniem, przytwierdzonym poprzez łącznik do elewacji budynku lub balustrady balkonowej. Kosz i zasuwa wykonane są w całości z tworzywa sztucznego.

Zaletą autonomicznej skrzynki do odbioru przesyłek kurierskich z dronów według wynalazku, jest prosta i zwarta konstrukcja, umożliwiająca montaż autonomicznych skrzynek na każdej elewacji budynku, balustradach balkonowych, biurowcach, domkach jednorodzinnych i na elewacjach poziomych, typu dachy budynków. Kosz autonomicznej skrzynki, będący właściwym modułem wrzutowym, zapewnia bezpieczne przechowywanie przesyłki, do czasu opróżnienia skrzynki. Ruchoma zasuwa zamykająca górny otwór autonomicznej skrzynki chroni wnętrze kosza przed zamoknięciem kosza i przesyłki, bowiem po wrzuceniu przesyłki z drona do skrzynki, zasuwa automatycznie zamyka dostęp do wnętrza kosza. Dzięki systemowi lokalizacji i naprowadzania drona, zlokalizowanego na ramie zasuwy kosza, przesyłka jest precyzyjnie nakierowywana do wnętrza kosza i w sposób pewny oraz bezpieczny w nim umieszczana.

Autonomiczna skrzynka do odbioru przesyłek kurierskich z dronów według wynalazku, została przedstawiona w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1, 4 przedstawia autonomiczną skrzynkę w rzucie aksonometrycznym z zamkniętą zasuwą, fig. 2, 3 przedstawia autonomiczną skrzynkę w rzucie aksonometrycznym z otwartą zasuwą, fig. 5 przedstawia autonomiczną skrzynkę z otwartą zasuwą w widoku z góry, fig. 6 przedstawia autonomiczną skrzynkę z zamkniętą zasuwą w widoku z góry, fig. 7 przedstawia autonomiczną skrzynkę z otwartą zasuwą w widoku z przodu, fig. 8 przedstawia autonomiczną skrzynkę z zamkniętą zasuwą w widoku z przodu, natomiast fig. 9 i 10 prezentuje system autonomicznych skrzynek rozmieszczonych na budynku.

Autonomiczna skrzynka do odbioru przesyłek kurierskich z dronów jest w postaci kosza 1 zamkniętego od góry dwudzielną ruchomą zasuwą 3, umieszczoną na szynach 4 będących prowadnicą zasuwy 3, napędzaną silnikiem elektrycznym 5, znajdującym się na szynie 4. Na szynie 4 znajduje się system nawigacji do naprowadzania i lokalizacji dronów, system lokalizacji poprzez sygnał GPS w oparciu o technologię RTK oraz pozycjonowanie dronów, metodą podczerwieni, wyposażony w kamerę od spodu na odpowiednie znaczniki w podczerwieni, rozmieszczone na polach kosza 1 oraz zespół GPS 6. Czasza kosza 1 wykonana jest z szeregu geometrycznych płytek 2 przylegających do siebie, a spód zewnętrznej powierzchni czaszy kosza 1 połączony jest z teleskopowym ramieniem 7, przytwierdzonym poprzez łącznik 9 do elewacji budynku lub balustrady balkonowej za pomocą stopy 8, stanowiącej zakończenie łącznika 9. Kosz 1 i zasuwa 3 wykonane są w całości z tworzywa sztucznego.

Claims (3)

1. Autonomiczna skrzynka do odbioru przesyłek kurierskich z dronów, w postaci platformy osadzonej na obejmie mocującej i wyposażonej w system nawigacji, do naprowadzania i lokalizacji dronów, system lokalizacji poprzez sygnał GPS w oparciu o technologię RTK oraz pozycjonowanie dronów, metodą podczerwieni, wyposażony w kamerę od spodu na odpowiednie znaczniki w podczerwieni, rozmieszczone na polach platformy oraz zespól GPS, znamienna tym, że jest w postaci kosza 1 zamkniętego od góry co najmniej dwudzielną ruchomą zasuwą 3, umieszczoną na szynach 4 będących prowadnicą zasuwy 3, napędzaną silnikiem elektrycznym 5 znajdującym się na szynie 4, przy czym czasza kosza 1 wykonana jest z szeregu geometrycznych płytek 2 przylegających do siebie, a spód zewnętrznej powierzchni czaszy kosza 1 połączony jest z teleskopowym ramieniem 7, przytwierdzonym do elewacji budynku lub balustrady balkonowej.

2. Autonomiczna skrzynka według zastrz. 1, znamienna tym, że ramię teleskopowe 7 połączone jest z łącznikiem 9, zakończonym stopą 8.

3. Autonomiczna skrzynka według zastrz. 1, znamienna tym, że kosz 1 wraz z zasuwą 3 wykonany jest w całości z tworzywa sztucznego.