RU160508U1 - DEVICE INTENDED FOR IMPLEMENTATION OF LANDING OF AN UNMANNED AIRCRAFT TELEPHONE TYPE ON A FLAT VERTICAL SURFACE - Google Patents
DEVICE INTENDED FOR IMPLEMENTATION OF LANDING OF AN UNMANNED AIRCRAFT TELEPHONE TYPE ON A FLAT VERTICAL SURFACE Download PDFInfo
- Publication number
- RU160508U1 RU160508U1 RU2015147330/11U RU2015147330U RU160508U1 RU 160508 U1 RU160508 U1 RU 160508U1 RU 2015147330/11 U RU2015147330/11 U RU 2015147330/11U RU 2015147330 U RU2015147330 U RU 2015147330U RU 160508 U1 RU160508 U1 RU 160508U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vacuum
- control unit
- uav
- bellows
- landing
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C25/00—Alighting gear
Abstract
Устройство, предназначенное для осуществления посадки беспилотного летательного аппарата вертолетного типа на плоскую вертикальную поверхность, установленное на этом беспилотном летательном аппарате вертолетного типа, содержащее блок управления посадкой, вакуумный насос, вакуумный трубопровод, датчик давления, акселерометр, вакуумный ввод, сильфонную вакуумную присоску для вакуумного трубопровода, обратный клапан, нижнюю опору, две вакуумные присоски для нижней опоры, сервопривод, блок питания, при этом блок питания установлен с возможностью осуществления питания электрической энергией блока управления посадкой, вакуумного насоса, датчика давления, акселерометра, сервопривода, с обеспечением их нормальной работы, и акселерометр установлен с возможностью измерения кажущегося ускорения, обусловленного движением беспилотного летательного аппарата вертолетного типа, и с возможностью передачи результатов этих измерений на блок управления посадкой, и вакуумный трубопровод прикреплен к вакуумному насосу, и сильфонная вакуумная присоска прикреплена к вакуумному трубопроводу, и датчик давления установлен с возможностью измерения давления воздуха в полости сильфонной вакуумной присоски, и с возможностью передачи результатов этих измерений через вакуумный ввод на блок управления посадкой, и вакуумный насос установлен с возможностью осуществления откачивания воздуха из полости сильфонной вакуумной присоски через вакуумный трубопровод, и обратный клапан установлен в вакуумный трубопровод и размещен между датчиком давления и вакуумным насосом с возможностью пропускания воздуха, откачиваемого из полосA device for landing a helicopter-type unmanned aerial vehicle on a flat vertical surface mounted on this helicopter-type unmanned aerial vehicle, comprising a landing control unit, a vacuum pump, a vacuum pipe, a pressure sensor, an accelerometer, a vacuum inlet, a vacuum bellows suction cup for a vacuum pipeline , check valve, lower support, two vacuum suction cups for the lower support, servo drive, power supply, while the power supply is installed with the ability to supply electric energy to the landing control unit, a vacuum pump, a pressure sensor, an accelerometer, a servo drive, ensuring their normal operation, and the accelerometer is installed with the ability to measure the apparent acceleration due to the movement of a helicopter-type unmanned aerial vehicle, and with the possibility of transmitting the results of these measurements to the landing control unit, and the vacuum pipe is attached to the vacuum pump, and the vacuum bellows suction is attached to the vacuum pipe the suction pipe and the pressure sensor is installed with the possibility of measuring the air pressure in the cavity of the bellows vacuum suction cup, and with the possibility of transmitting the results of these measurements through the vacuum inlet to the landing control unit, and the vacuum pump is installed with the possibility of pumping air from the cavity of the bellows vacuum suction cup through the vacuum pipe, and a non-return valve is installed in the vacuum pipe and is placed between the pressure sensor and the vacuum pump with the possibility of passing air pumped from bands
Description
Название полезной моделиUtility Model Name
Устройство, предназначенное для осуществления посадки беспилотного летательного аппарата вертолетного типа на плоскую вертикальную поверхность.A device designed to land a helicopter-type unmanned aerial vehicle on a flat vertical surface.
Область техники, к которой относится полезная модельThe technical field to which the utility model relates.
Полезная модель относится к технике посадки беспилотных летательных аппаратов и может быть использована для осуществления посадки беспилотных летательных аппаратов вертолетного типа на плоские вертикальные поверхности.The invention relates to the technique of landing unmanned aerial vehicles and can be used to land unmanned aerial vehicles of a helicopter type on flat vertical surfaces.
Уровень техникиState of the art
В настоящее время происходит значительное развитие в области промышленного применения беспилотных летательных аппаратов вертолетного типа (далее, БПЛА ВТ). Это связано с происходящей миниатюризацией оборудования электронной техники.Currently, there is a significant development in the field of industrial use of unmanned aerial vehicles of the helicopter type (hereinafter, the UAV VT). This is due to the ongoing miniaturization of electronic equipment.
БПЛА ВТ имеет один или более одного несущего винта. БПЛА ВТ с дистанционным управлением содержит блок дистанционного управления (по-другому называемый наземным пультом дистанционного управления), блок управления БПЛА ВТ (по-другому называемый полетным контроллером, или платой управления БПЛА ВТ), который устанавливают на БПЛА ВТ. Блок управления БПЛА ВТ предназначен для получения команд, передаваемых от блока дистанционного управления, и для осуществления управления работой оборудования, установленного на БПЛА ВТ в соответствии с получаемыми командами. Блок дистанционного управления предназначен для передачи команд на блок управления БПЛА ВТ. Дистанционное управление полетом БПЛА ВТ представляет собой осуществление передачи команд через блок дистанционного управления на блок управления БПЛА ВТ для осуществления, например, следующих действий: горизонтальный полет БПЛА ВТ в заданном направлении и с заданной скоростью, вертикальный полет БПЛА ВТ (вертикальный подъем и вертикальное снижение) с заданной скоростью, поворот БПЛА ВТ, висение БПЛА ВТ, а так же для осуществления управления работой дополнительного оборудования, установленного на БПЛА ВТ.UAV VT has one or more than one rotor. A BT UAV with remote control contains a remote control unit (otherwise called a ground-based remote control), a BT UAV control unit (also called a flight controller, or VT UAV control board), which is installed on the VT UAV. The UAV VT control unit is designed to receive commands transmitted from the remote control unit, and to control the operation of equipment installed on the VT UAV in accordance with the received commands. The remote control unit is designed to transmit commands to the VT UAV control unit. Remote control of the UAV VT flight is the transfer of commands through the remote control unit to the VT UAV control unit for, for example, the following: horizontal flight of the UAV VT in a given direction and at a given speed, vertical flight of a UAV VT (vertical rise and vertical decrease) at a given speed, the rotation of the VT UAV, hovering of the VT UAV, as well as for controlling the operation of additional equipment installed on the VT UAV.
Из уровня техники (см. Загордан A.M. Элементарная теория вертолета. - М.: Военное издательство министерства обороны Союза ССР. 1955.) известно, что при осуществлении горизонтального полета вертолета происходит наклон фюзеляжа вертолета на нос (наклон вертолета вперед). При этом при увеличении скорости горизонтального полета вертолета увеличивается и угол наклона фюзеляжа вертолета на нос. Скорость горизонтального полета вертолета определяется режимом работы несущего винта, и зависит от полетного веса вертолета, высоты полета вертолета.From the prior art (see Zagordan A.M. Elementary theory of a helicopter. - M .: Military Publishing House of the Ministry of Defense of the USSR. 1955.) it is known that when a horizontal flight of a helicopter occurs, the fuselage tilts the nose (the helicopter tilts forward). At the same time, with an increase in the horizontal flight speed of the helicopter, the angle of inclination of the helicopter fuselage on the nose also increases. The horizontal speed of the helicopter is determined by the operating mode of the rotor, and depends on the flight weight of the helicopter, the height of the helicopter.
Вертикальное снижение является основным способом посадки БПЛА ВТ. Способ посадки БПЛА ВТ на горизонтальную поверхность заключается в вертикальном снижении БПЛА ВТ на горизонтальную поверхность, со скоростью, не превышающей максимально допустимую для безопасной посадки, до соприкосновения с горизонтальной поверхностью.Vertical reduction is the main method of landing a UAV VT. The method of landing the UAV VT on a horizontal surface is to vertically lower the UAV VT on a horizontal surface, at a speed not exceeding the maximum allowable for a safe landing, until it comes into contact with a horizontal surface.
В случае угрозы возникновения неблагоприятных метеорологических условий, при которых осуществление продолжения полета БПЛА ВТ невозможно, необходимо немедленно осуществить вынужденную посадку БПЛА ВТ при отсутствии свободной горизонтальной поверхности для осуществления посадки БПЛА ВТ. Например, когда осуществляют полет БПЛА ВТ вблизи высотных зданий, в случае набора достаточно большой высоты БПЛА ВТ может не хватить времени на безопасную для БПЛА ВТ посадку на горизонтальную поверхность при возникновении необходимости осуществления вынужденной посадки. В настоящие время известно большое количество систем посадки БПЛА ВТ на горизонтальные поверхности.In the event of a threat of adverse weather conditions under which it is impossible to continue the flight of the VT UAV, it is necessary to immediately carry out the emergency landing of the VT UAV in the absence of a free horizontal surface for landing the UAV VT. For example, when a BT UAV is flying near high-rise buildings, if a sufficiently high altitude is set, the VT UAV may not have enough time to land safely on a horizontal surface for a UAV when it becomes necessary to make an emergency landing. Currently, there are a large number of landing systems UAV VT on horizontal surfaces.
В документе: US 8577535 В2 «System and method for providing perceived first-order control of an unmanned vehicle» (Assignee: Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA (US)) цитируется публикация: «Mircrodrones GmbH, md4-200 specification sheet and flyer, 2009», в которой упоминается БПЛА ВТ: квадрокоптер md4-200.Document: US 8577535 B2, “System and method for providing perceived first-order control of an unmanned vehicle” (Assignee: Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA (US)) cited: “Mircrodrones GmbH, md4-200 specification sheet and flyer, 2009 ”, which mentions the UAV VT: quadrocopter md4-200.
БПЛА ВТ md4-200 (см. URL: http://www.microdrones.com/en/products/md4-200/technical-data/ (дата обращения: 25.10.2015)) - это БПЛА ВТ с вертикальным взлетом и посадкой, управляемый дистанционно. Масса md4-200 равна около 800 грамм, максимальная грузоподъемность md4-200 составляет 250 грамм, длина md4-200 с вращающимися винтами составляет менее 1 метра, продолжительность полета md4-200 - около 30 минут. Квадрокоптер md4-200 содержит четыре несущих винта. В документе: US 2014/0099853 A1 «Remote-control flying copter and method», (Assignee: QFO LABS, INC., Bloomington, MN (US)) приводят пример БПЛА ВТ: квадрокоптер Parrot AR Drone массой менее 500 грамм, которым управляют посредством дистанционного управления через смартфон с использованием Wi-Fi соединения. Так же в этом документе (см. US 2014/0099853 A1) приводят пример БПЛА ВТ: мини-квадрокоптер бренда Walkera QR LadyBird, управляемый дистанционно, и массой менее 100 грамм.VT UAV md4-200 (see URL: http://www.microdrones.com/en/products/md4-200/technical-data/ (accessed: 10/25/2015)) is a VT UAV with vertical take-off and landing remotely controlled. The mass of the md4-200 is about 800 grams, the maximum carrying capacity of the md4-200 is 250 grams, the length of the md4-200 with rotating screws is less than 1 meter, the flight duration of the md4-200 is about 30 minutes. Quadrocopter md4-200 contains four rotors. In the document: US 2014/0099853 A1 “Remote-control flying copter and method”, (Assignee: QFO LABS, INC., Bloomington, MN (US)) give an example of a BT UAV: a Parrot AR Drone quadrocopter weighing less than 500 grams, which is controlled via remote control via smartphone using Wi-Fi connection. Also in this document (see US 2014/0099853 A1) give an example of a BT UAV: a Walkera QR LadyBird mini quadrocopter remotely controlled and weighing less than 100 grams.
В документе: US 2015/0120094 A1 «Unmanned aerial vehicle delivery system» (Applicant: Amazon Technologies, Inc., Seattle, WA, US) описан способ осуществления доставки грузов с использованием БПЛА ВТ, и описана важность и необходимость осуществления безопасной посадки БПЛА ВТ. Так же в этом документе описан способ посадки БПЛА ВТ на горизонтальные поверхности, осуществляемый посредством радиоуправления.Document: US 2015/0120094 A1 “Unmanned aerial vehicle delivery system” (Applicant: Amazon Technologies, Inc., Seattle, WA, US) describes a method for delivering goods using a BT UAV, and describes the importance and need for a safe landing of a VT UAV . This document also describes a method of landing a UAV VT on horizontal surfaces, carried out by means of radio control.
Из уровня техники (см. Белянин П.Н. Промышленный роботы. - М: Машиностроение. 1975.) известны вакуумные захватные устройства, в частности, вакуумный схват. Вакуумный схват отличает простота конструкции и небольшая масса. Вакуумные схваты применяют при работе с листовыми деталями. Одним из основных элементов вакуумного схвата является присоска, которую изготавливают из эластичного, гибкого материала. Откачивание воздуха из-под присоски производят вакуумным насосом через шланг. Для запуска и выключения вакуумного насоса в магистраль насоса встраивают датчик, посредством которого при образовании заданной степени вакуума подают сигнал в систему управления.The prior art (see Belyanin PN Industrial robots. - M: Engineering. 1975.) known vacuum gripping devices, in particular, vacuum gripper. The vacuum grip is distinguished by its simplicity of design and low weight. Vacuum grippers are used when working with sheet parts. One of the main elements of a vacuum grip is a suction cup, which is made of an elastic, flexible material. The air is pumped out from under the suction cup by a vacuum pump through a hose. To start and turn off the vacuum pump, a sensor is built into the pump line, by means of which a signal is supplied to the control system when a specified degree of vacuum is generated.
В книге «Захватные устройств и инструменты промышленных роботов» (см. Козырев Ю.Г. Захватные устройства и инструменты промышленных роботов. - М.: КНОРУС, 2010.) описаны методы проектирования вакуумных захватных устройств. В этой книге рассматривают пассивные присоски и активные вакуумные захватные устройства с созданием вакуума автономным вакуумным насосом. Пассивные присоски - это вакуумные захватные устройства, посредством которых обеспечивают образование вакуума за счет вытеснения воздуха из полости присоски посредством прижатия ее к поверхности детали. Пассивные присоски могут быть сплошными эластичными, при этом удержание детали обеспечивают вакуумом, созданным за счет одной только упругой деформации присоски. Существуют вакуумные присоски из гофрированной резины (сильфонные вакуумные присоски), позволяющие захватывать предметы с наклонной верхней поверхностью. В книге (см. Козырев Ю.Г. Захватные устройства и инструменты промышленных роботов. - М.: КНОРУС, 2010.) приведена математическая формула удерживающей силы, создаваемой посредством вакуумного захватного устройства:The book "Gripping devices and tools of industrial robots" (see Kozyrev Yu.G. Gripping devices and tools of industrial robots. - M .: KNORUS, 2010.) describes methods for designing vacuum gripping devices. This book examines passive suction cups and active vacuum grippers with a vacuum autonomous vacuum pump. Passive suction cups are vacuum grippers, through which they ensure the formation of vacuum by displacing air from the cavity of the suction cup by pressing it to the surface of the part. Passive suction cups can be continuous elastic, while holding the part is ensured by a vacuum created due to the elastic deformation of the suction cup alone. There are suction cups made of corrugated rubber (bellows vacuum suction cups), allowing you to grab objects with an inclined upper surface. In the book (see Kozyrev Yu.G. Gripping devices and tools of industrial robots. - M .: KNORUS, 2010.) the mathematical formula of the holding force created by means of a vacuum gripping device is given:
R=S·K·(Р-Q),R = S · K · (P-Q),
где R - удерживающая сила, создаваемая посредством вакуумного захватного устройства, Н;where R is the holding force created by the vacuum gripper, N;
S - геометрическая площадь проекции присоски, ограниченная внутренним контуром, м2;S is the geometric projection area of the suction cup, limited by the internal contour, m 2 ;
K - общий коэффициент фактической силы вакуумного притяжения;K is the total coefficient of the actual force of vacuum attraction;
P - атмосферное давление, Па;P is the atmospheric pressure, Pa;
Q - остаточное давление внутри камеры присоски, Па.Q - residual pressure inside the chamber of the suction cup, Pa.
Эту математическую формулу применяют для пассивной присоски, при этом в этой книге (см. Козырев Ю.Г. Захватные устройства и инструменты промышленных роботов. - М.: КНОРУС, 2010.) приводят возможные значения для (Р-Q) от 0,03 МПа до 0,035 МПа. Однако, эту математическую формулу применяют и для активных захватных устройств с созданием вакуума автономным вакуумным насосом, но при этом величина Q определяется степенью разрежения, обеспечиваемой насосом. В этой книге (см. Козырев Ю.Г. Захватные устройства и инструменты промышленных роботов. - М.: КНОРУС, 2010.) приводят возможные значения для K от 0,8 до 0,85.This mathematical formula is used for a passive suction cup, and in this book (see Kozyrev Yu.G. Gripping devices and tools of industrial robots. - M .: KNORUS, 2010.) the possible values for (P-Q) from 0.03 are given MPa to 0.035 MPa. However, this mathematical formula is also used for active gripping devices with the creation of a vacuum by an autonomous vacuum pump, but the value of Q is determined by the degree of vacuum provided by the pump. In this book (see Kozyrev Yu.G. Gripping devices and tools of industrial robots. - M .: KNORUS, 2010.) the possible values for K are from 0.8 to 0.85.
Вакуумные захватные устройства могут иметь уплотнительный элемент, обеспечивающий герметичность рабочей зоны (см. Козырев Ю.Г. Захватные устройства и инструменты промышленных роботов. - М.: КНОРУС, 2010.). Пассивные вакуумные присоски всегда снабжены уплотнительным элементом. При наличии уплотнительного элемента в активном вакуумном захватном устройстве отсутствует необходимость в постоянном удалении воздуха из под вакуумной присоски этого активного вакуумного захватного устройства, и при достижении необходимого разрежения полость захватного устройства отключают от устройства разрежения. Чаще всего уплотнительный элемент изготавливают из резины. Свойства материала, из которого изготавливают присоску для вакуумного захватного устройства, влияют на надежность работы этого вакуумного захватного устройства. Достаточно низкие величины твердости по Шору А обеспечивают надежное прилегание уплотнительного элемента вакуумной присоски к поверхности крепления.Vacuum gripping devices may have a sealing element ensuring the tightness of the working area (see Kozyrev Yu.G. Gripping devices and tools of industrial robots. - M.: KNORUS, 2010.). Passive suction cups are always equipped with a sealing element. If there is a sealing element in the active vacuum gripper, there is no need to constantly remove air from the suction cup of this active vacuum gripper, and when the necessary vacuum is reached, the cavity of the gripper is disconnected from the vacuum device. Most often, the sealing element is made of rubber. The properties of the material from which the suction cup for the vacuum gripper is made affect the reliability of this vacuum gripper. Sufficiently low Shore A hardness values provide a reliable fit of the vacuum suction cup sealing element to the mounting surface.
Компания J. Schmalz GmbH (см. URL: http://www.schmalz.com (дата обращения: 25.10.2015)) поставляет, например, присоску «PFYN 30 PU-55 G1/8-AG», (см. URL: http://www.schmalz.com/np/pg/produkte/ansicht?art=2938 (дата обращения: 25.10.2015)), массой менее 8 грамм, с подъемной силой 34 Н, диаметром 30 мм, из материала, твердостью по Шору А, 55. Так же эта компания поставляет, например, сильфонную вакуумную присоску «FGA 53 NBR-55 N018», (см. URL: http://www.schmalz.com/np/pg/produkte/ansicht?art=1702 (дата обращения: 25.10.2015)), массой менее 20 грамм, с подъемной силой 51 Н, диаметром 53 мм, из материала, твердостью по Шору А, 55.J. Schmalz GmbH (see URL: http://www.schmalz.com (accessed: 10.25.2015)) supplies, for example, the suction cup “
В настоящее время бурно развиваются технологии создания миниатюрных вакуумных насосов, миниатюрных аккумуляторов, миниатюрной техники для измерения давления. Например, компания ЕТ Technology LTD. (см. URL: http://www.et-pump.com (дата обращения: 25.10.2015)) поставляет, например, миниатюрный насос, модель «Diaphragm DC pump А23» (см. URL: http://www.et-pump.com/diaphragm_a23.html (дата обращения: 25.10.2015)), массой 70 грамм, с максимальным значением вакуума -0,25 бар, создаваемым вакуумным насосом, с электрическим напряжением питания от 6В до 12В.Currently, the technology of creating miniature vacuum pumps, miniature batteries, miniature equipment for measuring pressure is rapidly developing. For example, ET Technology LTD. (see URL: http://www.et-pump.com (accessed: 10/25/2015)) supplies, for example, a miniature pump, model "Diaphragm DC pump A23" (see URL: http: // www. et-pump.com/diaphragm_a23.html (accessed: 10/25/2015)), weighing 70 grams, with a maximum vacuum value of -0.25 bar created by a vacuum pump, with an electric supply voltage of 6V to 12V.
Для регулирования и полного перекрытия поступления газа в вакуумную систему используют вакуумный клапан. Для осуществления работы вакуумной системы используют вакуумный клапан, в частности, обратный клапан, который устанавливают в вакуумный трубопровод для осуществления пропускания воздуха только в одном направлении через вакуумный трубопровод. Например, компания The Lee Company (см. URL: http://www.theleeco.com (дата обращения: 25.10.2015)) поставляет обратные клапаны, например, обратный клапан «Axial Flow 187 Lee Chek CKFA1871001 А» (см. URL: http://leecat.theleeco.com/ecatalog/chek-valves/en/CKFA1871001A (дата обращения: 25.10.2015)), массой менее 2 грамм, с диаметром клапана менее 5 мм.To regulate and completely block the flow of gas into the vacuum system, a vacuum valve is used. To carry out the operation of the vacuum system, a vacuum valve is used, in particular a non-return valve, which is installed in the vacuum pipe to allow air to pass in only one direction through the vacuum pipe. For example, The Lee Company (see URL: http://www.theleeco.com (accessed October 25, 2015)) supplies check valves, for example, the Axial Flow 187 Lee Chek CKFA1871001 A check valve (see URL : http://leecat.theleeco.com/ecatalog/chek-valves/en/CKFA1871001A (accessed: 10/25/2015)), weighing less than 2 grams, with a valve diameter of less than 5 mm.
Например, компания Freescale Semiconductor, Inc. (см. URL: http://www.freescale.com (дата обращения: 25.10.2015)) поставляет датчики давления непрерывного действия; например, датчик давления непрерывного действия, модель МРХ4200А, массой 4 грамма, с измеряемым абсолютным давлением от 20 кПа до 200 кПа, с электрическим напряжением питания около 5В (см. URL: http://www.freescale.com/webapp/sps/site/prod_summary.jsp?code=MPX4200 (дата обращения: 25.10.2015)).For example, Freescale Semiconductor, Inc. (see URL: http://www.freescale.com (accessed: 10.25.2015)) supplies continuous pressure sensors; for example, a continuous pressure sensor, model MPX4200A, weighing 4 grams, with a measured absolute pressure of 20 kPa to 200 kPa, with an electrical supply voltage of about 5 V (see URL: http://www.freescale.com/webapp/sps/ site / prod_summary.jsp? code = MPX4200 (accessed: 10/25/2015)).
При осуществлении управления БПЛА ВТ используют акселерометры, посредством которых определяют кажущееся ускорение, обусловленное движением БПЛА ВТ. Например, компания STMicroelectronics (см. URL: http://www.st.com (дата обращения: 25.10.2015)) поставляет акселерометр, модель LSM303D (см. URL: http://www.st.com/web/catalog/sense_power/FM89/SC1449/PF253884 (дата обращения: 25.10.2015)), не более 3 мм в ширину, не более 3 мм в длину, не более 1 мм в высоту, с электрическим напряжением питания не более 3,6В.When controlling the UAV VT, accelerometers are used to determine the apparent acceleration due to the movement of the VT UAV. For example, STMicroelectronics (see URL: http://www.st.com (accessed October 25, 2015)) supplies an accelerometer, model LSM303D (see URL: http://www.st.com/web/catalog / sense_power / FM89 / SC1449 / PF253884 (accessed: 10/25/2015)), not more than 3 mm in width, not more than 3 mm in length, not more than 1 mm in height, with an electric supply voltage of not more than 3.6 V.
Для осуществления передачи электрической энергии в откачиваемый вакуумный сосуд без нарушения вакуума используют вакуумный ввод. Например, компания Kurt J. Lesker Company (см. URL: http://www.lesker.com (дата обращения: 25.10.2015)) поставляет вакуумный ввод «Weldable 500 Volts», Part. №:EFT0011031, для электрического напряжения до 500В и силы тока до 10А (см. URL: http://www.lesker.com/newweb/feedthroughs/power_feedthroughs.cfm?pgid=500v_weld (дата обращения: 25.10.2015)), с диаметром не более 4 мм и не более 70 мм в длину.To carry out the transfer of electrical energy into the evacuated vacuum vessel without violating the vacuum, a vacuum inlet is used. For example, the Kurt J. Lesker Company (see URL: http://www.lesker.com (accessed: 10/25/2015)) supplies the Weldable 500 Volts, Part. No .: EFT0011031, for electrical voltage up to 500V and current strength up to 10A (see URL: http://www.lesker.com/newweb/feedthroughs/power_feedthroughs.cfm?pgid=500v_weld (accessed: 10.25.2015)), with a diameter of not more than 4 mm and not more than 70 mm in length.
В настоящее время на БПЛА ВТ устанавливают литий-ионные полимерные аккумуляторы (LiPo) для использования в качестве источника энергии. Например, компания HexTronik Limited HK (см. URL: http://www.hextronik.com (дата обращения: 25.10.2015)), осуществляющая поставки через сайт http://www.hobbyking.com, поставляет литий-ионные полимерные аккумуляторы бренда Turnigy, например, аккумулятор «Turnigy nano-tech 180mah 3S 25~40C Lipo Pack» массой менее 20 грамм, с электрическим напряжением питания 11,1В (см. URL: http://www.hobbyking. com/hobbyking/store/_23339_Turnigy_nano_tech_180mah_3S_25_40C_Lipo_Pack.html (дата обращения: 25.10.2015)). Так же эта компания поставляет, например, аккумулятор «Turnigy nano-tech 120mAh 2S 25C Lipo Pack» массой менее 10 грамм, с электрическим напряжением питания 7,4В (см. URL: http://www.hobbyking.com/hobbyking/store/_29018_Turnigy_nano_tech_120mAh_2S_25C_Lipo_Pack_E_flite_Compatible_EFLB1202S20_UK_Warehouse_.htm (дата обращения: 25.10.2015)).Currently, lithium-ion polymer batteries (LiPo) are installed on the BT UAV for use as an energy source. For example, HexTronik Limited HK (see URL: http://www.hextronik.com (accessed October 25, 2015)), deliveries through http://www.hobbyking.com, supplies lithium-ion polymer batteries Turnigy brand, for example, a Turnigy nano-
Для управления оборудованием, установленным на БПЛА ВТ используют плату управления БПЛА ВТ (по-другому называемая полетным контроллером), содержащую микроконтроллер, например, плату управления БПЛА ВТ «Multiwii Lite V1.0 Flight Controller w/FTDI», массой менее 15 грамм, с электрическим напряжением питания до 5В, с возможностью программирования этой платы управления БПЛА ВТ (см. URL: http://www.hobbyking.com/hobbyking/store/_27109_MultiWii_Lite_V1_0_Flight_Controller_w_FTDI.html (дата обращения: 25.10.2015)).To control the equipment installed on the BT UAV, use the VT UAV control board (otherwise known as the flight controller) containing a microcontroller, for example, the BT UAV control board “Multiwii Lite V1.0 Flight Controller w / FTDI”, weighing less than 15 grams, s with an electric supply voltage of up to 5V, with the possibility of programming this control board of a BT UAV (see URL: http://www.hobbyking.com/hobbyking/store/_27109_MultiWii_Lite_V1_0_Flight_Controller_w_FTDI.html (accessed: 10.25.2015)).
Для осуществления перемещения конструктивных элементов полезной модели используют сервопривод. Например, компания HexTronik Limited HK (см. URL: http://www.hextronik.com (дата обращения: 25.10.2015)) поставляет сервоприводы бренда Turnigy. Например, сервопривод «Turnigy MG90S DS/MG Servo», массой менее 15 грамм, с крутящим моментом 1,8 кг/см, с электрическим напряжением питания до 6В (см. URL: http://www.hobbyking.com/hobbyking/store/_9392_Turnigy_MG90S_Digital_Metal_Gear_Servo_1_8kg_13_4g_0_10sec.html (дата обращения: 25.10.2015)). Работой сервопривода управляют посредством подключенного к сервоприводу микроконтроллера, который, с помощью специальных программ, передает управляющие сигналы сервоприводу для выполнения поворота вала сервопривода и получает значение текущего угла поворота вала сервопривода.To carry out the movement of structural elements of the utility model, a servo drive is used. For example, HexTronik Limited HK (see URL: http://www.hextronik.com (accessed October 25, 2015)) supplies Turnigy brand servos. For example, a “Turnigy MG90S DS / MG Servo” servo drive, weighing less than 15 grams, with a torque of 1.8 kg / cm, with an electrical supply voltage of up to 6V (see URL: http://www.hobbyking.com/hobbyking/ store / _9392_Turnigy_MG90S_Digital_Metal_Gear_Servo_1_8kg_13_4g_0_10sec.html (accessed: 10.25.2015)). The operation of the servo drive is controlled by a microcontroller connected to the servo drive, which, using special programs, transmits control signals to the servo drive to rotate the servo shaft and obtains the value of the current angle of rotation of the servo shaft.
Для изготовления каркаса БПЛА ВТ используют углепластик. Изделия из углепластика отличаются высокой прочностью и малой массой.Carbon reinforced plastic is used to make the VT UAV skeleton. Products made of carbon fiber are characterized by high strength and low weight.
Например, компания The Composites Store, Inc. (см. URL: http://www.cstsales.com (дата обращения: 25.10.2015)) поставляет трубки и стержни, изготовленные из углепластика. Например, прямой стержень из углепластика длиной 1,2 м, с диаметром круглого сечения 2 мм, имеет массу 6,2 грамм (см. URL: http://www.cstsales.com/carbon_rods.html (дата обращения: 25.10.2015)). Например, трубка из углепластика длиной 1 м, с диаметром круглого внешнего сечения 4 мм, с диаметром круглого внутреннего сечения 3 мм, имеет массу 7,7 грамм (см. URL: http://www.cstsales.com/Carbon_Fiber_Tubes.html (дата обращения: 25.10.2015)).For example, The Composites Store, Inc. (see URL: http://www.cstsales.com (accessed: 10/25/2015)) supplies tubes and rods made of carbon fiber. For example, a straight carbon fiber rod 1.2 m long, with a round diameter of 2 mm, has a mass of 6.2 grams (see URL: http://www.cstsales.com/carbon_rods.html (accessed: 10.25.2015 )). For example, a carbon fiber tube with a length of 1 m, with a diameter of a round outer section of 4 mm, with a diameter of a round inner section of 3 mm, has a mass of 7.7 grams (see URL: http://www.cstsales.com/Carbon_Fiber_Tubes.html ( Date of appeal: 10.25.2015)).
Из уровня техники известны аутригеры. Аутригер - это выдвижная опора, предназначенная для увеличения устойчивости и для предотвращения опрокидывания передвижного устройства.Outriggers are known in the art. An outrigger is a retractable support designed to increase stability and to prevent the mobile device from tipping over.
Из уровня техники известны стенды, предназначенные для определения координат центра масс полезных моделей.The prior art stands, designed to determine the coordinates of the center of mass of utility models.
В настоящее время не известны аналоги устройства, предназначенного для осуществления посадки БПЛА ВТ на плоскую вертикальную поверхность посредством вакуумного захватного устройства, установленного на этом БПЛА ВТ.At present, analogues of the device intended for landing the UAV VT on a flat vertical surface by means of a vacuum gripping device mounted on this VT UAV are not known.
Раскрытие полезной модели Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, заключается в обеспечении посадки БПЛА ВТ на плоские вертикальные поверхности. Техническим результатом, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель является обеспечение посадки БПЛА ВТ на плоские вертикальные поверхности. Назначение заявляемой полезной модели заключается в осуществлении посадки БПЛА ВТ на плоскую вертикальную поверхность посредством применения заявляемой полезной модели.Disclosure of a utility model The task to which the claimed utility model is directed is to ensure that the VT UAV landing on flat vertical surfaces. The technical result, the achievement of which the claimed utility model is aimed, is to ensure the landing of the UAV VT on flat vertical surfaces. The purpose of the claimed utility model is to land the UAV VT on a flat vertical surface through the application of the claimed utility model.
Устройство, предназначенное для осуществления посадки БПЛА ВТ на плоскую вертикальную поверхность размещено на этом БПЛА ВТ. При этом БПЛА ВТ управляют дистанционно посредством передачи сигналов на блок управления БПЛА ВТ через блок дистанционного управления БПЛА ВТ. Устройство содержит следующие конструктивные элементы, которые размещены на БПЛА ВТ: блок управления посадкой, вакуумный насос, вакуумный трубопровод, датчик давления, акселерометр, вакуумный ввод, сильфонную вакуумную присоску для вакуумного трубопровода, обратный клапан, нижнюю опору, две вакуумные присоски для нижней опоры, сервопривод, блок питания. Все конструктивные элементы этого устройства размещены на БПЛА ВТ так, что центр масс БПЛА ВТ, с учетом установленного оборудования, не изменил своего положения или смещен на как можно меньшее расстояние относительно БПЛА ВТ. Для этого при необходимости может быть использован стенд, предназначенный для измерения координат центра масс полезных моделей.A device designed for landing a UAV VT on a flat vertical surface is placed on this UAV VT. In this case, the VT UAV is controlled remotely by transmitting signals to the VT UAV control unit through the VT UAV remote control unit. The device contains the following structural elements that are placed on the VT UAV: landing control unit, vacuum pump, vacuum pipe, pressure sensor, accelerometer, vacuum inlet, vacuum bellows suction cup for the vacuum pipe, non-return valve, lower support, two vacuum suction cups for the lower support, servo drive, power supply. All structural elements of this device are placed on the VT UAV so that the center of mass of the VT UAV, taking into account the installed equipment, has not changed its position or is shifted as close as possible to the VT UAV. For this, if necessary, a stand designed to measure the coordinates of the center of mass of useful models can be used.
Сильфонная вакуумная присоска для вакуумного трубопровода имеет осевое отверстие, полость, ось симметрии. Сильфонная вакуумная присоска содержит уплотнительный элемент. Сильфонная вакуумная присоска изготовлена из эластичного, гибкого материала, при этом уплотнительный элемент сильфонной вакуумной присоски обладает возможностью деформироваться. Применение сильфонной вакуумной присоски обеспечивает наложение сильфонной вакуумной присоски на плоскую вертикальную поверхность, с образованием замкнутого пространства между поверхностью сильфонной вакуумной присоски и плоской вертикальной поверхностью при осуществлении посадки БПЛАThe bellows vacuum suction cup for the vacuum pipe has an axial hole, a cavity, an axis of symmetry. The bellows vacuum suction cup contains a sealing element. The bellows vacuum suction cup is made of an elastic, flexible material, while the sealing element of the bellows vacuum suction cup has the ability to deform. The use of a bellows vacuum suction cup provides the application of a bellows vacuum suction cup on a flat vertical surface, with the formation of an enclosed space between the surface of the bellows vacuum suction cup and a flat vertical surface when landing UAV
ВТ на плоскую вертикальную поверхность, при наклоне или повороте фюзеляжа БПЛА ВТ.VT on a flat vertical surface when tilting or turning the VT UAV fuselage.
Каждая вакуумная присоска для нижней опоры имеет полость, ось симметрии. Каждая вакуумная присоска для нижней опоры содержит уплотнительный элемент и не имеет отверстий. Вакуумные присоски изготовлены из эластичного, гибкого материала, при этом уплотнительные элементы вакуумных присосок обладают возможностью деформироваться.Each vacuum suction cup for the lower support has a cavity, an axis of symmetry. Each vacuum suction cup for the lower support contains a sealing element and has no holes. Vacuum suction cups are made of elastic, flexible material, while the sealing elements of the vacuum suction cups are able to deform.
Вакуумный трубопровод изготовлен из прочного и легкого материала в виде круглой тонкостенной трубы. Вакуумный трубопровод герметично подключен к вакуумному насосу, посредством создания вакуумно-плотного соединения. При этом вакуумный трубопровод жестко прикреплен одним концом к вакуумному насосу. К другому концу вакуумного трубопровода жестко и герметично прикреплена сильфонная вакуумная присоска посредством выполнения вакуумно-плотного соединения так, что ось симметрии сильфонной вакуумной присоски содержит продольную ось вакуумного трубопровода. При этом полость сильфонной вакуумной присоски герметично соединена с полостью вакуумного трубопровода. Вакуумный трубопровод жестко прикреплен к фюзеляжу БПЛА ВТ так, что при этом продольная ось вакуумного трубопровода расположена в плоскости, перпендикулярной оси вращения несущего винта БПЛА ВТ, и конец вакуумного трубопровода с прикрепленной к нему сильфонной вакуумной присоской выступает дальше всех остальных конструктивных элементов БПЛА ВТ и всех элементов остального оборудования, установленного на этом БПЛА ВТ, по направлению от центра масс БПЛА ВТ к концу вакуумного трубопровода с прикрепленной к нему сильфонной вакуумной присоской. Вакуумный насос жестко прикреплен к фюзеляжу БПЛА ВТ. В вакуумный трубопровод, посредством выполнения вакуумно-плотного соединения, герметично установлен вакуумный ввод, предназначенный для осуществления передачи электрической энергии датчику давления в вакуумный трубопровод от блока питания без нарушения вакуума, для осуществления передачи сигналов датчику давления в вакуумный трубопровод от блока управления посадкой без нарушения вакуума, и для осуществления передачи сигналов, представляющих результаты измерений, производимых датчиком давления, из вакуумного трубопровода, на блок управления посадкой без нарушения вакуума. В вакуумный трубопровод установлен датчик давления, который, без нарушения герметичности вакуумного трубопровода, подключен через вакуумный ввод к блоку управления посадкой и к блоку питания. В вакуумный трубопровод установлен обратный клапан, который размещен между датчиком давления и вакуумным насосом так, что обратный клапан пропускает воздух, откачиваемый из полости сильфонной вакуумной присоски только в одном направлении к вакуумному насосу через вакуумный трубопровод.The vacuum pipe is made of durable and lightweight material in the form of a round thin-walled pipe. The vacuum pipe is hermetically connected to the vacuum pump, by creating a vacuum tight connection. In this case, the vacuum pipe is rigidly attached at one end to the vacuum pump. A bellows vacuum suction cup is rigidly and hermetically attached to the other end of the vacuum pipe by making a vacuum tight connection so that the axis of symmetry of the bellows vacuum suction cup contains the longitudinal axis of the vacuum pipe. In this case, the cavity of the bellows vacuum suction cup is hermetically connected to the cavity of the vacuum pipeline. The vacuum pipeline is rigidly attached to the VT UAV fuselage so that the longitudinal axis of the vacuum pipeline is located in a plane perpendicular to the axis of rotation of the VT UAV rotor, and the end of the vacuum pipeline with the bellows vacuum suction attached to it protrudes beyond all other structural components of the VT UAV and all elements of the rest of the equipment installed on this VT UAV, in the direction from the center of mass of the VT UAV to the end of the vacuum pipeline with the bellows vacuum attached to it tion. The vacuum pump is rigidly attached to the VT UAV fuselage. A vacuum inlet is tightly installed in the vacuum pipeline by making a vacuum-tight connection, designed to transfer electric energy to the pressure sensor in the vacuum pipe from the power supply without violating the vacuum, to transmit signals to the pressure sensor in the vacuum pipe from the landing control unit without breaking the vacuum , and to transmit signals representing the results of measurements made by the pressure sensor from the vacuum pipe to the unit landing control without breaking the vacuum. A pressure sensor is installed in the vacuum pipe, which, without violating the tightness of the vacuum pipe, is connected through a vacuum inlet to the landing control unit and to the power supply. A non-return valve is installed in the vacuum pipe, which is located between the pressure sensor and the vacuum pump so that the non-return valve passes air pumped out of the cavity of the bellows vacuum suction cup only in one direction to the vacuum pump through the vacuum pipe.
Вакуумный трубопровод предназначен для осуществления откачивания воздуха из полости сильфонной вакуумной присоски. При этом вакуумный трубопровод вместе с прикрепленной к нему сильфонной вакуумной присоской предназначен для использования так же и в качестве опоры при посадке БПЛА ВТ на плоскую вертикальную поверхность.The vacuum pipeline is designed to pump air from the cavity of the bellows vacuum suction cup. At the same time, the vacuum pipeline together with the bellows vacuum suction cup attached to it is designed to be used as a support when landing the UAV VT on a flat vertical surface.
Датчик давления настроен на выполнение измерений давления воздуха в полости сильфонной вакуумной присоски, и выполнение передачи результатов измерений через вакуумный ввод на блок управления посадкой.The pressure sensor is configured to perform air pressure measurements in the cavity of the bellows vacuum suction cup, and the transmission of the measurement results through the vacuum inlet to the landing control unit.
Сервопривод жестко прикреплен к днищу фюзеляжа БПЛА ВТ, при этом сервопривод установлен на БПЛА ВТ так, что вал сервопривода размещен наиболее близко к центру масс БПЛА ВТ, и ось вращения вала сервопривода перпендикулярна продольной оси вакуумного трубопровода и расположена в плоскости, перпендикулярной оси вращения несущего винта БПЛА ВТ.The servo drive is rigidly attached to the bottom of the VT UAV fuselage bottom, while the servo drive is mounted on the BT UAV so that the servo drive shaft is located closest to the center of mass of the VT UAV, and the axis of rotation of the servo drive shaft is perpendicular to the longitudinal axis of the vacuum pipe and is located in a plane perpendicular to the axis of rotation of the rotor UAV VT.
Нижняя опора имеет Y-образную форму. Нижняя опора изготовлена из прочного и легкого материала. Нижняя опора состоит из основной части и двух боковых частей. Каждая часть нижней опоры представляет собой прямой стержень. При этом две боковые части нижней опоры изготовлены одинаковыми и расположены симметрично относительно продольной оси основной части нижней опоры так, что продольные оси боковых частей нижней опоры и продольная ось основной части нижней опоры расположены в одной плоскости. Боковые части нижней опоры представляют собой прямые стержни, концы которых жестко прикреплены к концу основной части нижней опоры, при этом величина наименьшего угла между продольными осями двух боковых частей нижней опоры находится в интервале от 30 градусов до 60 градусов. К концам двух боковых частей нижней опоры прикреплены по одной вакуумной присоске, которые расположены симметрично относительно продольной оси основной части нижней опоры, так, что оси симметрии вакуумных присосок расположены под углом 45 градусов к продольной оси основной части нижней опоры, и расположены в плоскости, проходящей под углом 45 градусов к плоскости, содержащей продольные оси двух боковых частей нижней опоры.The lower support is Y-shaped. The lower support is made of durable and lightweight material. The lower support consists of a main part and two side parts. Each part of the lower support is a straight rod. In this case, the two side parts of the lower support are made identical and are located symmetrically with respect to the longitudinal axis of the main part of the lower support so that the longitudinal axis of the side parts of the lower support and the longitudinal axis of the main part of the lower support are in the same plane. The lateral parts of the lower support are straight rods, the ends of which are rigidly attached to the end of the main part of the lower support, while the smallest angle between the longitudinal axes of the two side parts of the lower support is in the range from 30 degrees to 60 degrees. One vacuum suction cup is attached to the ends of the two side parts of the lower support, which are located symmetrically relative to the longitudinal axis of the main part of the lower support, so that the symmetry axis of the vacuum suction cups are located at an angle of 45 degrees to the longitudinal axis of the main part of the lower support, and are located in a plane passing at an angle of 45 degrees to a plane containing the longitudinal axis of the two lateral parts of the lower support.
Нижняя опора предназначена для обеспечения устойчивости БПЛА ВТ при осуществлении посадки на плоскую вертикальную поверхность, посредством осуществления работы сервопривода для выдвижения этой нижней опоры.The lower support is designed to ensure the stability of the VT UAV during landing on a flat vertical surface, through the operation of the servo to extend this lower support.
Нижняя опора жестко прикреплена к валу сервопривода так, что продольные оси двух боковых частей нижней опоры и ось вращения вала сервопривода размещены в одной плоскости, и при этом продольная ось основной части нижней опоры перпендикулярна к оси вращения вала сервопривода. Конец основной части нижней опоры жестко прикреплен к валу сервопривода так, что при вращении вала сервопривода нижняя опора может вращаться вокруг оси вращения вала сервопривода, и при этом без вращения нижней опоры вокруг продольной оси основной части нижней опоры.The lower support is rigidly attached to the servo shaft so that the longitudinal axis of the two side parts of the lower support and the axis of rotation of the servo shaft are placed in the same plane, and the longitudinal axis of the main part of the lower support is perpendicular to the axis of rotation of the servo drive. The end of the main part of the lower support is rigidly attached to the servo shaft so that when the servo shaft rotates, the lower support can rotate around the axis of rotation of the servo drive, and without rotating the lower support around the longitudinal axis of the main part of the lower support.
Нижняя опора изготовлена так, что сумма длин основной части нижней опоры и ортогональной проекции боковой части нижней опоры на прямую, содержащую продольную ось нижней опоры, равна произведению квадратного корня из двух на длину отрезка прямой, расположенного на прямой, содержащей продольную ось вакуумного трубопровода, и один конец которого - это ортогональная проекция конца вакуумного трубопровода, к которому прикреплена сильфонная вакуумная присоска, на продольную ось вакуумного трубопровода, и второй конец которого - это ортогональная проекция конца основной части нижней опоры, который прикреплен к валу сервопривода, на прямую, содержащую продольную ось вакуумного трубопровода.The lower support is made so that the sum of the lengths of the main part of the lower support and the orthogonal projection of the side of the lower support onto a straight line containing the longitudinal axis of the lower support is equal to the product of the square root of two by the length of the straight segment located on the straight line containing the longitudinal axis of the vacuum pipeline, and one end of which is the orthogonal projection of the end of the vacuum pipe, to which the bellows vacuum suction cup is attached, on the longitudinal axis of the vacuum pipe, and the second end of which is the orthogonal The projection of the end of the main part of the lower support, which is attached to the servo drive shaft, on a straight line containing the longitudinal axis of the vacuum pipeline.
В начальном положении, то есть до начала осуществления посадки БПЛА ВТ на плоскую вертикальную поверхность, нижняя опора размещена так, что продольная ось основной части нижней опоры размещена параллельно продольной оси вакуумного трубопровода, при этом полости вакуумных присосок обращены вниз, и при этом сильфонная вакуумная присоска и вакуумная присоска нижней опоры расположены по разные стороны относительно плоскости, проходящей через ось вращения вала сервопривода и перпендикулярной продольной оси вакуумного трубопровода. Сервопривод настроен на выполнение поворота на угол 135 градусов вала сервопривода вместе с нижней опорой из начального положения в положение, при котором оси симметрии вакуумных присосок параллельны продольной оси вакуумного трубопровода, и при этом полости вакуумных присосок и полость сильфонной вакуумной присоски обращены в одну сторону.In the initial position, that is, before the landing of the UAV VT on a flat vertical surface, the lower support is placed so that the longitudinal axis of the main part of the lower support is parallel to the longitudinal axis of the vacuum pipe, while the cavity of the vacuum suction cups are facing down, and the bellows vacuum suction cup and the vacuum suction cup of the lower support are located on different sides relative to the plane passing through the axis of rotation of the servo shaft and perpendicular to the longitudinal axis of the vacuum pipe. The servo drive is configured to rotate the angle of 135 degrees of the servo shaft together with the lower support from the initial position to the position where the symmetry axes of the vacuum suction cups are parallel to the longitudinal axis of the vacuum pipe, and the cavity of the vacuum suction cups and the cavity of the bellows vacuum suction cup are turned in one direction.
Акселерометр размещен на БПЛА ВТ. Акселерометр настроен на измерение кажущегося ускорения, обусловленного движением БПЛА ВТ и передачу результатов измерений на блок управления посадкой.The accelerometer is placed on the VT UAV. The accelerometer is configured to measure the apparent acceleration due to the movement of the VT UAV and transmit the measurement results to the landing control unit.
Блок питания настроен на осуществление питания электрической энергией блока управления посадкой, вакуумного насоса, датчика давления, акселерометра, сервопривода, с обеспечением их нормальной работы.The power supply is configured to supply electric energy to the landing control unit, vacuum pump, pressure sensor, accelerometer, servo, ensuring their normal operation.
К блоку управления посадкой подключен вакуумный насос, датчик давления, акселерометр, сервопривод, блок питания. Блок управления посадкой настроен, с помощью специальных программ, на осуществление управления работой вакуумного насоса, датчика давления, акселерометра, сервопривода, блока питания, посредством передачи сигналов, и на получение и регистрацию данных, передаваемых датчиком давления и акселерометром, и на получение и регистрацию данных, представляющих значение текущего угла поворота вала сервопривода. При этом задано значение изменения кажущегося ускорения, посредством программирования блока управления посадкой. При этом задана величина разрежения в полости сильфонной вакуумной присоски, создаваемого вакуумным насосом, посредством программирования блока управления посадкой. Блок управления посадкой с помощью специальных программ настроен на выполнение математической обработки получаемых данных. Блок управления посадкой настроен на передачу сигнала для пуска вакуумного насоса в работу при получении данных, передаваемых акселерометром, которые показывают превышение заданного значения изменения кажущегося ускорения. Блок управления посадкой настроен на передачу сигнала для остановки вакуумного насоса и на передачу сервоприводу сигнала для выполнения сервоприводом поворота вала сервопривода на угол 135 градусов, при получении данных, передаваемых датчиком давления, которые показывают достижение заданной величины разрежения в полости сильфонной вакуумной присоски, создаваемого вакуумным насосом. При этом блок управления посадкой подключен к блоку управления БПЛА ВТ и настроен на передачу блоку управления БПЛА ВТ сигнала для отключения всех несущих винтов БПЛА ВТ, при получении блоком управления посадкой, данных представляющих значение текущего угла поворота вала сервопривода, равного 135 градусам, то есть при получении блоком управления посадкой данных, показывающих завершение поворота вала сервопривода.A vacuum pump, pressure sensor, accelerometer, servo drive, power supply are connected to the landing control unit. The landing control unit is configured, using special programs, to control the operation of the vacuum pump, pressure sensor, accelerometer, servo drive, power supply, by transmitting signals, and to receive and register data transmitted by the pressure sensor and accelerometer, and to receive and register data representing the value of the current angle of rotation of the servo shaft. In this case, the value of the apparent acceleration change is set by programming the landing control unit. In this case, the vacuum value in the cavity of the bellows vacuum suction cup created by the vacuum pump is set by programming the landing control unit. The landing control unit using special programs is configured to perform mathematical processing of the received data. The landing control unit is configured to transmit a signal to start the vacuum pump in operation when receiving data transmitted by the accelerometer, which show the excess of the set value of the apparent acceleration change. The landing control unit is configured to transmit a signal to stop the vacuum pump and to transmit a signal to the servo drive to rotate the servo shaft at an angle of 135 degrees when receiving data transmitted by a pressure sensor that indicates the achievement of a predetermined vacuum in the cavity of the bellows vacuum suction cup created by the vacuum pump . In this case, the landing control unit is connected to the VT UAV control unit and configured to transmit a signal to the UAV control unit VT to turn off all rotor UAV VT rotors, when the landing control unit receives data representing the value of the current angle of rotation of the servo shaft equal to 135 degrees, i.e. receipt of the landing control unit data showing the completion of the rotation of the servo shaft.
Для посадки БПЛА ВТ выбирают, например, плоскую вертикальную поверхность здания или сооружения. Предпочтительно выбирают гладкую поверхность.For landing UAV VT choose, for example, a flat vertical surface of a building or structure. Preferably, a smooth surface is selected.
Посадку БПЛА ВТ на плоскую вертикальную поверхность посредством применения заявленного устройства осуществляют следующим образом. Сначала осуществляют поворот БПЛА ВТ в горизонтальной плоскости так, чтобы продольная ось вакуумного трубопровода, прикрепленного к БПЛА ВТ, была расположена в вертикальной плоскости, перпендикулярной плоской вертикальной поверхности, предназначенной для осуществления посадки, и чтобы при этом сильфонная вакуумная присоска вакуумного трубопровода была размещена ближе всех остальных конструктивных элементов БПЛА ВТ и всех элементов остального оборудования, установленного на этом БПЛА ВТ, к этой плоской вертикальной поверхности. Затем осуществляют горизонтальный полет БПЛА ВТ, посредством осуществления режима работы несущих винтов БПЛА ВТ, соответствующего горизонтальному полету БПЛА ВТ, с сохранением его ориентации относительно плоской вертикальной поверхности, к плоской вертикальной поверхности, до возникновения ударного взаимодействия уплотнительного элемента сильфонной вакуумной присоски и плоской вертикальной поверхности, предназначенной для осуществления посадки. При этом происходит соприкосновение уплотнительного элемента сильфонной вакуумной присоски с плоской вертикальной поверхностью и происходит прекращение движения БПЛА ВТ в горизонтальном направлении, и при этом сохраняют режим работы несущих винтов БПЛА ВТ, соответствующий горизонтальному полету. При возникновении ударного взаимодействия уплотнительного элемента сильфонной вакуумной присоски и плоской вертикальной поверхности, уплотнительный элемент сильфонной вакуумной присоски деформируется, происходит наложение сильфонной вакуумной присоски на плоскую вертикальную поверхность, при этом образуется замкнутое пространство между поверхностью сильфонной вакуумной присоски и плоской вертикальной поверхностью, и при этом возникает изменение кажущегося ускорения, обусловленное прекращением движения БПЛА ВТ в горизонтальном направлении. Акселерометр измеряет это измененное значение кажущегося ускорения и передает результаты этих измерений на блок управления посадкой. Блок управления посадкой с помощью специальных программ получает результаты измерений, произведенных акселерометром, производит математическую обработку получаемых данных, и регистрирует изменение кажущегося ускорения, обусловленного прекращением движения БПЛА ВТ в горизонтальном направлении. Затем блок управления посадкой передает сигнал для пуска вакуумного насоса в работу при получении данных, передаваемых акселерометром, которые показывают превышение заданного значения изменения кажущегося ускорения. Затем вакуумный насос осуществляет свою работу и откачивает воздух из полости сильфонной вакуумной присоски через вакуумный трубопровод. При этом датчик давления производит непрерывные измерения давления воздуха в полости сильфонной вакуумной присоски, и передает результаты измерений на блок управления посадкой. В результате вакуумный насос создает вакуум в вакуумном трубопроводе и в полости сильфонной вакуумной присоски посредством осуществления работы вакуумного насоса. Таким образом создается удерживающая сила, прижимающая вакуумную сильфонную присоску вместе с БПЛА ВТ к плоской вертикальной поверхности.Landing UAV VT on a flat vertical surface through the use of the claimed device is as follows. First, the VT UAV is rotated in a horizontal plane so that the longitudinal axis of the vacuum pipe attached to the VT UAV is located in a vertical plane perpendicular to the flat vertical surface intended for landing, and so that the vacuum tube suction cup is placed closest the remaining structural elements of the VT UAV and all elements of the rest of the equipment installed on this VT UAV to this flat vertical surface. Then carry out the horizontal flight of the UAV VT, by implementing the operating mode of the rotor UAV VT rotors corresponding to the horizontal flight of the UAV VT, while maintaining its orientation relative to a flat vertical surface, to a flat vertical surface, until shock interaction of the sealing element of the bellows vacuum suction cup and a flat vertical surface occurs, intended for landing. In this case, the sealing element of the bellows vacuum suction cup comes in contact with a flat vertical surface and the VT UAV stops moving in the horizontal direction, while maintaining the operating mode of the VT UAV rotors that corresponds to horizontal flight. When a shock interaction occurs between the sealing element of the bellows vacuum suction cup and a flat vertical surface, the sealing element of the bellows vacuum suction cup is deformed, the bellows vacuum suction cup is superimposed on the flat vertical surface, and an enclosed space is formed between the surface of the bellows vacuum suction cup and the flat vertical surface, and thus the change in apparent acceleration due to the cessation of the movement of the UAV VT horizontally m direction. The accelerometer measures this changed value of the apparent acceleration and transmits the results of these measurements to the landing control unit. Using special programs, the landing control unit receives the results of measurements made by the accelerometer, performs mathematical processing of the obtained data, and records the change in apparent acceleration due to the cessation of the movement of the VT UAV in the horizontal direction. Then, the landing control unit transmits a signal to start the vacuum pump in operation upon receipt of data transmitted by the accelerometer, which show the excess of the set value of the apparent acceleration change. Then the vacuum pump carries out its work and pumps out air from the cavity of the bellows vacuum suction cup through the vacuum pipe. In this case, the pressure sensor performs continuous measurements of air pressure in the cavity of the bellows vacuum suction cup, and transmits the measurement results to the landing control unit. As a result, the vacuum pump creates a vacuum in the vacuum pipe and in the cavity of the bellows vacuum suction cup through the operation of the vacuum pump. Thus, a holding force is created, pressing the vacuum bellows suction cup together with the VT UAV to a flat vertical surface.
Блок управления посадкой передает сигнал для остановки вакуумного насоса и передает сервоприводу сигнал для выполнения сервоприводом поворота вала сервопривода на угол 135 градусов, при получении данных, передаваемых датчиком давления, которые показывают достижение заданной величины разрежения в полости сильфонной вакуумной присоски, создаваемого вакуумным насосом.The landing control unit transmits a signal to stop the vacuum pump and transmits a signal to the servo-driver to rotate the servo-shaft by an angle of 135 degrees by the servo when receiving data transmitted by a pressure sensor that indicates the achievement of a predetermined vacuum in the cavity of the bellows vacuum suction cup created by the vacuum pump.
Затем сервопривод выдвигает нижнюю опору посредством выполнения поворота на угол 135 градусов вала сервопривода вместе с нижней опорой из начального положения в положение, при котором оси симметрии вакуумных присосок параллельны продольной оси вакуумного трубопровода и при этом полости вакуумных присосок и полость сильфонной вакуумной присоски обращены в одну сторону.Then, the servo drive advances the lower support by turning 135 degrees of the servo shaft together with the lower support from the initial position to the position where the symmetry axes of the vacuum suction cups are parallel to the longitudinal axis of the vacuum pipe and the cavity of the vacuum suction cups and the cavity of the vacuum bellows suction .
Затем блок управления посадкой передает блоку управления БПЛА ВТ сигнал для отключения всех несущих винтов БПЛА ВТ, при получении блоком управления посадкой, данных представляющих значение текущего угла поворота вала сервопривода, равного 135 градусам, то есть при получении блоком управления посадкой данных, показывающих завершение поворота вала сервопривода.Then, the landing control unit transmits a signal to the UAV control unit BT to turn off all rotor UAV VT rotors when the landing control unit receives data representing the current angle of rotation of the servo shaft equal to 135 degrees, that is, when the landing control unit receives data indicating the completion of the shaft rotation servo drive.
Затем блок управления БПЛА ВТ отключает все несущие винты БПЛА ВТ. Таким образом, вес БПЛА ВТ переносится на нижнюю опору с двумя вакуумными присосками и вакуумный трубопровод с сильфонной вакуумной присоской. При этом уплотнительные элементы вакуумных присосок нижней опоры деформируются под действием веса БПЛА ВТ, происходит наложение вакуумных присосок на плоскую вертикальную поверхность, при этом образуются замкнутые пространства между поверхностями вакуумных присосок и плоской вертикальной поверхностью, при этом из полостей вакуумных присосок вытесняется воздух, создается вакуум, и создаются удерживающие силы, прижимающие вакуумные присоски, вместе с нижней опорой к плоской вертикальной поверхности. На этом посадка БПЛА ВТ на плоскую вертикальную поверхность завершается.Then the control unit UAV VT disables all the rotors of the UAV VT. Thus, the weight of the VT UAV is transferred to the lower support with two vacuum suction cups and a vacuum pipe with a vacuum bellows suction cup. At the same time, the sealing elements of the lower suction cups are deformed under the influence of the weight of the VT UAV, the suction cups are superimposed on a flat vertical surface, and closed spaces are formed between the surfaces of the vacuum suction cups and a flat vertical surface, while air is superseded from the vacuum suction cup cavities, a vacuum is created, and holding forces are created, pressing the suction cups, together with the lower support to a flat vertical surface. This landing of the VT UAV on a flat vertical surface is completed.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
На фигурах схематично изображено:The figures schematically depict:
Фигура 1: продольный разрез вакуумной присоски для нижней опоры.Figure 1: longitudinal section of a vacuum suction cup for the lower support.
Фигура 2: продольный разрез сильфонной вакуумной присоски для вакуумного трубопровода.Figure 2: longitudinal section of a bellows vacuum suction cup for a vacuum pipe.
Фигура 3: вид нижней опоры с прикрепленными вакуумными присосками.Figure 3: view of the lower support with attached vacuum suction cups.
Фигура 4: вид сбоку нижней опоры с прикрепленными вакуумными присосками.Figure 4: side view of the lower support with attached suction cups.
Фигура 5: вид сервопривода с прикрепленной нижней опорой к валу сервопривода.Figure 5: view of the servo with attached lower support to the shaft of the servo.
Фигура 6: продольный разрез вакуумного трубопровода, прикрепленного к вакуумному насосу, с сильфонной вакуумной присоской, с установленным обратным клапаном, датчиком давления и вакуумным вводом.Figure 6: longitudinal section of a vacuum pipe attached to a vacuum pump, with a bellows vacuum suction cup, with a check valve, a pressure sensor and a vacuum inlet.
Фигура 7: вид сбоку БПЛА ВТ при осуществлении посадки на плоскую вертикальную поверхность.Figure 7: side view of the UAV VT when landing on a flat vertical surface.
На фигурах цифрами обозначены: 1 - вакуумная присоска, 2 - полость вакуумной присоски, 3 - уплотнительный элемент вакуумной присоски, 4 - ось симметрии вакуумной присоски, 5 - сильфонная вакуумная присоска, 6 - полость сильфонной вакуумной присоски, 7 - уплотнительный элемент сильфонной вакуумной присоски, 8 - осевое отверстие сильфонной вакуумной присоски, 9 - ось симметрии сильфонной вакуумной присоски, 10 - нижняя опора, 11 - основная часть нижней опоры, 12 - продольная ось основной части нижней опоры, 13 - боковая часть нижней опоры, 14 - продольная ось боковой части нижней опоры, 15 - вал сервопривода, 16 - сервопривод, 17 - ось вращения вала сервопривода, 18 - обратный клапан, 19 - датчик давления, 20 - вакуумный ввод, 21 - вакуумный трубопровод, 22 - вакуумный насос, 23 - полость вакуумного трубопровода, 24 - продольная ось вакуумного трубопровода, 25 - блок питания, 26 - фюзеляж БПЛА ВТ, 27 - блок управления посадкой, 28 - несущий винт БПЛА ВТ, 29 - акселерометр, 30 - прямая, содержащая продольную ось вакуумного трубопровода, 31 - ось вращения несущего винта БПЛА ВТ, 32 - плоская вертикальная поверхность, предназначенная для посадки БПЛА ВТ.In the figures, the numbers denote: 1 - a vacuum suction cup, 2 - a vacuum suction cup cavity, 3 - a vacuum suction cup sealing element, 4 - a vacuum suction cup symmetry axis, 5 - a vacuum bellows suction cup, 6 - a vacuum bellows suction cup cavity, 7 - a vacuum bellows suction cup sealing element 8 - axial hole of the bellows vacuum suction cup, 9 - axis of symmetry of the bellows vacuum suction cup, 10 - lower support, 11 - the main part of the lower support, 12 - the longitudinal axis of the main part of the lower support, 13 - the lateral part of the lower support, 14 - the longitudinal axis of the bo part of the lower support, 15 - servo drive shaft, 16 - servo drive, 17 - axis of rotation of the servo shaft, 18 - check valve, 19 - pressure sensor, 20 - vacuum inlet, 21 - vacuum pipe, 22 - vacuum pump, 23 - vacuum cavity pipeline, 24 - longitudinal axis of the vacuum pipeline, 25 - power supply unit, 26 - fuselage of the BT UAV, 27 - landing control unit, 28 - rotor of the UAV VT, 29 - accelerometer, 30 - straight line containing the longitudinal axis of the vacuum pipeline, 31 - axis rotor rotor UAV VT, 32 - a flat vertical surface designed to BT UAV landing.
Осуществление полезной моделиUtility Model Implementation
В качестве БПЛА ВТ использован БПЛА ВТ с дистанционным управлением, массой от 800 грамм до 1000 грамм, с грузоподъемностью 250 грамм, длина которого с вращающимися винтами составляет менее 1 метра.As a VT UAV, a VT UAV with remote control, weighing from 800 grams to 1000 grams, with a lifting capacity of 250 grams, the length of which with rotating screws is less than 1 meter, was used.
Для использования в качестве блока управления посадкой БПЛА ВТ на плоскую вертикальную поверхность использована плата управления БПЛА ВТ (по-другому называемая полетным контроллером), содержащая микроконтроллер, массой менее 15 грамм, с электрическим напряжением питания до 5В, с возможностью программирования этой платы управления БПЛА ВТ.For use as a control unit for landing the UAV VT on a flat vertical surface, the control board of the UAV VT (otherwise called the flight controller) is used, containing a microcontroller weighing less than 15 grams, with an electric supply voltage of up to 5V, with the possibility of programming this VT UAV control board .
Использован сервопривод, массой менее 15 грамм, с крутящим моментом 1,8 кг/см, с электрическим напряжением питания до 6В.A servo drive is used, weighing less than 15 grams, with a torque of 1.8 kg / cm, with an electrical supply voltage of up to 6V.
Использован акселерометр не более 3 мм в ширину, не более 3 мм в длину, не более 1 мм в высоту, с электрическим напряжением питания не более 3,6В, массой не более 5 грамм.An accelerometer of not more than 3 mm in width, not more than 3 mm in length, not more than 1 mm in height, with an electric supply voltage of not more than 3.6 V, weighing no more than 5 grams, was used.
Использован вакуумный насос, массой 70 грамм, с величиной разрежения, создаваемого вакуумным насосом, 25 кПа, с электрическим напряжением питания от 6В до 12В.A vacuum pump was used, weighing 70 grams, with a vacuum created by a vacuum pump of 25 kPa, with an electric supply voltage of 6V to 12V.
Использована круглая тонкостенная труба, изготовленная из углепластика, длиной не более 70 см, с диаметром круглого внешнего сечения 4 мм, с диаметром круглого внутреннего сечения 3 мм, массой менее 7 грамм.A round thin-walled pipe made of carbon fiber was used, with a length of not more than 70 cm, with a diameter of circular outer section of 4 mm, with a diameter of circular inner section of 3 mm, and a weight of less than 7 grams.
Использованы три одинаковых круглых прямых стержня, изготовленных из углепластика длиной 37,51 см, с диаметром круглого сечения 2 мм. При этом масса каждого стержня не превышает 2 грамма. Один из этих трех прямых стержней - это основная часть нижней опоры, и остальные два прямых стержня - это боковые части нижней опоры.Three identical round straight rods made of carbon fiber 37.51 cm long with a circular diameter of 2 mm were used. In this case, the mass of each rod does not exceed 2 grams. One of these three straight rods is the main part of the lower support, and the other two straight rods are the side parts of the lower support.
Использована сильфонная вакуумная присоска для вакуумного трубопровода, массой менее 20 грамм, с подъемной силой более 50 Н, диаметром 53 мм, из материала, твердостью по Шору А, 55. Сильфонная вакуумная присоска для вакуумного трубопровода имеет осевое отверстие, полость, ось симметрии. Сильфонная вакуумная присоска содержит уплотнительный элемент. Сильфонная вакуумная присоска изготовлена из эластичного, гибкого материала, при этом уплотнительный элемент сильфонной вакуумной присоски обладает возможностью деформироваться.A bellows vacuum suction cup was used for a vacuum pipeline, weighing less than 20 grams, with a lifting force of more than 50 N, diameter 53 mm, made of material, Shore A hardness, 55. The bellows vacuum suction cup for a vacuum pipeline has an axial hole, a cavity, an axis of symmetry. The bellows vacuum suction cup contains a sealing element. The bellows vacuum suction cup is made of an elastic, flexible material, while the sealing element of the bellows vacuum suction cup has the ability to deform.
Использованы две одинаковые вакуумные присоски для нижней опоры, каждая из которых имеет массу менее 8 грамм, с подъемной силой более 30 Н, диаметром 30 мм, из материала, твердостью по Шору А, 55. Каждая вакуумная присоска для нижней опоры имеет полость, ось симметрии. Каждая вакуумная присоска для нижней опоры содержит уплотнительный элемент и не имеет отверстий. Вакуумные присоски изготовлены из эластичного, гибкого материала, при этом уплотнительные элементы вакуумных присосок обладают возможностью деформироваться.We used two identical vacuum suction cups for the lower support, each of which has a mass of less than 8 grams, with a lifting force of more than 30 N, a diameter of 30 mm, made of material, Shore hardness A, 55. Each vacuum suction cup for the lower support has a cavity, the axis of symmetry . Each vacuum suction cup for the lower support contains a sealing element and has no holes. Vacuum suction cups are made of elastic, flexible material, while the sealing elements of the vacuum suction cups are able to deform.
Использован обратный клапан, массой менее 2 грамм, диаметром менее 5 мм.A check valve was used, weighing less than 2 grams, with a diameter of less than 5 mm.
Использован датчик давления непрерывного действия, массой 4 грамма, с измеряемым абсолютным давлением от 20 кПа до 200 кПа, с электрическим напряжением питания около 5В.A continuous pressure sensor was used, weighing 4 grams, with a measured absolute pressure from 20 kPa to 200 kPa, with an electric supply voltage of about 5V.
Использован вакуумный ввод, для электрического напряжения до 500В и силы тока до 10А, диаметром не более 4 мм и не более 70 мм в длину, массой не более 10 грамм.A vacuum inlet was used for electrical voltage up to 500V and current strength up to 10A, with a diameter of not more than 4 mm and not more than 70 mm in length, weighing no more than 10 grams.
Использованы литий-ионные полимерные аккумуляторы для использования в качестве источника энергии. При этом использованы четыре литий-ионных полимерных аккумулятора с электрическим напряжением не более 6В, массой менее 10 грамм каждый. Эти четыре аккумулятора использованы для обеспечения электрической энергией блока управления посадкой БПЛА ВТ, датчика давления, акселерометра и сервопривода. Использован один литий-ионный полимерный аккумулятор с электрическим напряжением от 6В до 12В, массой менее 30 грамм. Этот аккумулятор использован для обеспечения электрической энергией вакуумного насоса. Блок питания состоит из набора всех указанных выше аккумуляторов.Used lithium-ion polymer batteries for use as an energy source. In this case, four lithium-ion polymer batteries with an electric voltage of not more than 6V and weighing less than 10 grams each were used. These four batteries are used to provide electric power to the VT UAV landing control unit, pressure sensor, accelerometer and servo drive. A single lithium-ion polymer battery with an electric voltage of 6V to 12V and weighing less than 30 grams was used. This battery is used to provide electrical energy to the vacuum pump. The power supply consists of a set of all the above batteries.
Вакуумный трубопровод 21 изготовлен из круглой тонкостенной трубы, изготовленной из углепластика. Вакуумный трубопровод 21 герметично подключен к вакуумному насосу 22, посредством создания вакуумно-плотного соединения. При этом вакуумный трубопровод 21 жестко прикреплен одним концом к вакуумному насосу 22. К другому концу вакуумного трубопровода 21 жестко и герметично прикреплена сильфонная вакуумная присоска 5 посредством выполнения вакуумно-плотного соединения так, что ось симметрии 9 сильфонной вакуумной присоски 5 содержит продольную ось 24 вакуумного трубопровода 21. При этом полость 6 сильфонной вакуумной присоски 5 герметично соединена с полостью 23 вакуумного трубопровода 21. Вакуумный трубопровод 21 жестко прикреплен к фюзеляжу 26 БПЛА ВТ так, что продольная ось 24 вакуумного трубопровода 21 расположена в плоскости, перпендикулярной оси вращения 31 несущего винта 28 БПЛА ВТ, и конец вакуумного трубопровода 21 с прикрепленной к нему сильфонной вакуумной присоской 5 выступает дальше всех остальных конструктивных элементов БПЛА ВТ и всех элементов остального оборудования, установленного на этом БПЛА ВТ, по направлению от центра масс БПЛА ВТ к концу вакуумного трубопровода 21 с прикрепленной к нему сильфонной вакуумной присоской 5. При этом длина отрезка прямой, расположенного на прямой 30, содержащей продольную ось 24 вакуумного трубопровода 21, и один конец которого - это ортогональная проекция конца вакуумного трубопровода 21, к которому прикреплена сильфонная вакуумная присоска 5, на продольную ось 24 вакуумного трубопровода 21, и второй конец которого - это ортогональная проекция конца основной части 11 нижней опоры 10, который прикреплен к валу 15 сервопривода 16, на прямую 30, содержащую продольную ось 24 вакуумного трубопровода 21, равна 70 см. Вакуумный насос 22 жестко прикреплен к фюзеляжу 26 БПЛА ВТ. В вакуумный трубопровод 21, посредством выполнения вакуумно-плотного соединения, герметично установлен вакуумный ввод 20, предназначенный для осуществления передачи электрической энергии датчику давления 19 в вакуумный трубопровод 21 от блока питания 25 без нарушения вакуума, для осуществления передачи сигналов датчику давления 19 в вакуумный трубопровод 21 от блока управления посадкой 27 без нарушения вакуума, и для осуществления передачи сигналов, представляющих результаты измерений, производимых датчиком давления 19, из вакуумного трубопровода 21, на блок управления посадкой 27 без нарушения вакуума. В вакуумный трубопровод 21 установлен датчик давления 19, который, не нарушая герметичности вакуумного трубопровода 21, подключен через вакуумный ввод 20 к блоку управления посадкой 27 и к блоку питания 25. В вакуумный трубопровод 21 установлен обратный клапан 18, который размещен между датчиком давления 19 и вакуумным насосом 22 так, что обратный клапан 18 может пропускать воздух, откачиваемый из полости 6 сильфонной вакуумной присоски 5 только в одном направлении к вакуумному насосу 22 через вакуумный трубопровод 21.The
Вакуумный трубопровод 21 предназначен для осуществления откачивания воздуха из полости 6 сильфонной вакуумной присоски 5. При этом вакуумный трубопровод 21 вместе с прикрепленной к нему сильфонной вакуумной присоской 5 предназначен для использования так же и в качестве опоры при посадке БПЛА ВТ на плоскую вертикальную поверхность 32.The
Датчик давления 19 настроен на выполнение измерений давления воздуха в полости 6 сильфонной вакуумной присоски 5, и выполнение передачи результатов измерений через вакуумный ввод 20 на блок управления посадкой 27.The
Сервопривод 16 жестко прикреплен к днищу фюзеляжа 26 БПЛА ВТ, при этом сервопривод 16 установлен на БПЛА ВТ так, что вал 15 сервопривода 16 находится наиболее близко к центру масс БПЛА ВТ, и ось вращения 17 вала 15 сервопривода 16 перпендикулярна продольной оси 24 вакуумного трубопровода 21 и расположена в плоскости, перпендикулярной оси вращения 31 несущего винта 28 БПЛА ВТ.The
Нижняя опора 10 имеет Y-образную форму. Нижняя опора 10 состоит из основной части 11 и двух боковых частей 13. Каждая часть нижней опоры 10 представляет собой прямой стержень, изготовленный из углепластика. При этом две боковые части 13 нижней опоры 10 сделаны одинаковыми и расположены симметрично относительно продольной оси 12 основной части 11 нижней опоры 10 так, что продольные оси 14 боковых частей 13 нижней опоры 10 и продольная ось 12 основной части 11 нижней опоры 10 расположены в одной плоскости. Боковые части 13 нижней опоры 10 представляют собой прямые стержни, концы которых жестко прикреплены к концу основной части 11 нижней опоры 10, при этом величина наименьшего угла между продольными осями 14 двух боковых частей 13 нижней опоры 10 равна 60 градусам. К концам двух боковых частей 13 нижней опоры 10 прикреплены по одной вакуумной присоске 1, которые расположены симметрично относительно продольной оси 12 основной части 11 нижней опоры 10, так, что оси симметрии 4 вакуумных присосок 1 расположены под углом 45 градусов к продольной оси 12 основной части 11 нижней опоры 10, и расположены в плоскости, проходящей под углом 45 градусов к плоскости, содержащей продольные оси 14 двух боковых частей 13 нижней опоры 10.The
Нижняя опора 10 предназначена для обеспечения устойчивости БПЛА ВТ при осуществлении посадки на плоскую вертикальную поверхность 32, посредством осуществления работы сервопривода 16 для выдвижения этой нижней опоры 10.The
Нижняя опора 10 жестко прикреплена к валу 15 сервопривода 16 так, что продольные оси 14 двух боковых частей 13 нижней опоры 10 и ось вращения 17 вала 15 сервопривода 16 размещены в одной плоскости, и при этом продольная ось 12 основной части 11 нижней опоры 10 перпендикулярна к оси вращения 17 вала 15 сервопривода 16. Конец основной части 11 нижней опоры 10 жестко прикреплен к валу 15 сервопривода 16 так, что при вращении вала 15 сервопривода 16 нижняя опора 10 вращается вокруг оси вращения 17 вала 15 сервопривода 16, и при этом, без вращения нижней опоры 10 вокруг продольной оси 12 основной части 11 нижней опоры 10.The
Акселерометр 29 размещен на БПЛА ВТ. Акселерометр 29 настроен на измерение кажущегося ускорения, обусловленного движением БПЛА ВТ и передачу результатов измерений на блок управления посадкой 27.
Все конструктивные элементы заявленного устройства размещены на БПЛА ВТ так, что центр масс БПЛА ВТ, с учетом установленного оборудования не изменил своего положения или смещен на как можно меньшее расстояние относительно БПЛА ВТ.All structural elements of the claimed device are placed on the UAV VT so that the center of mass of the UAV VT, taking into account the installed equipment, has not changed its position or is shifted as close as possible to the UAV VT.
Блок питания 25 настроен на осуществление питания электрической энергией блока управления посадкой 27, вакуумного насоса 22, датчика давления 19, акселерометра 29, сервопривода 16, с обеспечением их нормальной работы.The
К блоку управления посадкой 27 подключен вакуумный насос 22, датчик давления 19, акселерометр 29, сервопривод 16, блок питания 25. Блок управления посадкой 27 настроен, с помощью специальных программ, на осуществление управления работой вакуумного насоса 22, датчика давления 19, сервопривода 16, блока питания 25, посредством передачи сигналов, и на получение и регистрацию данных, передаваемых датчиком давления 19 и акселерометром 29, и на получение и регистрацию данных, представляющих значение текущего угла поворота вала 15 сервопривода 16. При этом заданное значение изменения кажущегося ускорения установлено равным 1,5g, посредством программирования блока управления посадкой 27. При этом величина разрежения в полости сильфонной вакуумной присоски, создаваемого вакуумным насосом, задана равной 25 кПа, посредством программирования блока управления посадкой 27. Блок управления посадкой 27 производит математическую обработку данных, передаваемых датчиком давления 19 и акселерометром 29. Блок управления посадкой 27 настроен на передачу сигнала для пуска вакуумного насоса 22 в работу при получении данных, передаваемых акселерометром 29, которые показывают превышение заданного значения изменения кажущегося ускорения. Блок управления посадкой 27 настроен на передачу сигнала для остановки вакуумного насоса 22 и на передачу сервоприводу 16 сигнала для выполнения сервоприводом 16 поворота вала 15 сервопривода 16 на угол 135 градусов, при получении данных, передаваемых датчиком давления 19, которые показывают достижение заданной величины разрежения в полости 6 сильфонной вакуумной присоски 5, создаваемого вакуумным насосом 22. При этом блок управления посадкой 27 подключен к блоку управления БПЛА ВТ и настроен на передачу блоку управления БПЛА ВТ сигнала для отключения всех несущих винтов 28 БПЛА ВТ, при получении блоком управления посадкой 27 данных, представляющих значение текущего угла поворота вала 15 сервопривода 16, равного 135 градусам, то есть при получении блоком управления посадкой 27 данных, показывающих завершение поворота вала 15 сервопривода 16.A
В начальном положении, то есть до начала осуществления посадки БПЛА ВТ на плоскую вертикальную поверхность 32, нижняя опора 10 размещена так, что продольная ось 12 основной части 11 нижней опоры 10 размещена параллельно продольной оси 24 вакуумного трубопровода 21, при этом полости 2 вакуумных присосок 1 обращены вниз, и при этом сильфонная вакуумная присоска 5 и вакуумная присоска 1 нижней опоры 10 расположены по разные стороны относительно плоскости, проходящей через ось вращения 17 вала 15 сервопривода 16 и перпендикулярной продольной оси 24 вакуумного трубопровода 21. Сервопривод 16 настроен на выполнение поворота на угол 135 градусов вала 15 сервопривода 16 вместе с нижней опорой 10 из начального положения в положение, при котором оси симметрии 4 вакуумных присосок 1 параллельны продольной оси 24 вакуумного трубопровода 21, и при этом полости 2 вакуумных присосок 1 и полость 6 сильфонной вакуумной присоски 5 обращены в одну сторону.In the initial position, that is, before the landing of the UAV BT on the flat
Для посадки БПЛА ВТ выбирают плоскую вертикальную поверхность 32 здания или сооружения. Предпочтительно выбирают гладкую поверхность.For landing UAV VT choose a flat
Посадку БПЛА ВТ на плоскую вертикальную поверхность 32 посредством применения заявленного устройства осуществляют следующим образом. Сначала осуществляют поворот БПЛА ВТ в горизонтальной плоскости так, чтобы продольная ось 24 вакуумного трубопровода 21, прикрепленного к БПЛА ВТ, была расположена в вертикальной плоскости, перпендикулярной плоской вертикальной поверхности 32, предназначенной для осуществления посадки, и чтобы при этом сильфонная вакуумная присоска 5 вакуумного трубопровода 21 была размещена ближе всех остальных конструктивных элементов БПЛА ВТ и всех элементов остального оборудования, установленного на этом БПЛА ВТ, к этой плоской вертикальной поверхности 32. Затем осуществляют горизонтальный полет БПЛА ВТ, посредством осуществления режима работы несущих винтов 28 БПЛА ВТ, соответствующего горизонтальному полету БПЛА ВТ, с сохранением его ориентации относительно плоской вертикальной поверхности 32, к плоской вертикальной поверхности 32, до возникновения ударного взаимодействия уплотнительного элемента 7 сильфонной вакуумной присоски 5 и плоской вертикальной поверхности 32, предназначенной для осуществления посадки. При этом происходит соприкосновение уплотнительного элемента 7 сильфонной вакуумной присоски 5 с плоской вертикальной поверхностью 32 и происходит прекращение движения БПЛА ВТ в горизонтальном направлении, и при этом сохраняют режим работы несущих винтов БПЛА ВТ, соответствующий горизонтальному полету. При возникновении ударного взаимодействия уплотнительного элемента 7 сильфонной вакуумной присоски 5 и плоской вертикальной поверхности 32, уплотнительный элемент 7 сильфонной вакуумной присоски 5 деформируется, происходит наложение сильфонной вакуумной присоски 5 на плоскую вертикальную поверхность 32, при этом образуется замкнутое пространство между поверхностью сильфонной вакуумной присоски 5 и плоской вертикальной поверхностью 32, и при этом возникает изменение кажущегося ускорения, обусловленное прекращением движения БПЛА ВТ в горизонтальном направлении. Акселерометр 29 измеряет это измененное значение кажущегося ускорения и передает результаты этих измерений на блок управления посадкой 27. Блок управления посадкой 27 с помощью специальных программ получает результаты измерений, произведенных акселерометром 29, производит математическую обработку получаемых данных, и регистрирует изменение кажущегося ускорения, обусловленного прекращением движения БПЛА ВТ в горизонтальном направлении. Затем блок управления посадкой 27 передает сигнал для пуска вакуумного насоса 22 в работу, при получении данных, передаваемых акселерометром 29, которые показывают превышение заданного значения изменения кажущегося ускорения. Затем вакуумный насос 22 осуществляет свою работу и откачивает воздух из полости 6 сильфонной вакуумной присоски 5 через вакуумный трубопровод 21. При этом датчик давления 19 производит непрерывные измерения давления воздуха в полости 6 сильфонной вакуумной присоски 5, и передает результаты измерений на блок управления посадкой 27. В результате вакуумный насос 22 создает вакуум в вакуумном трубопроводе 21 и в полости 6 сильфонной вакуумной присоски 5 посредством осуществления работы вакуумного насоса 22. Таким образом создается удерживающая сила, прижимающую вакуумную сильфонную присоску 5 вместе с БПЛА ВТ к плоской вертикальной поверхности 32.Landing UAV VT on a flat
Блок управления посадкой 27 передает сигнал для остановки вакуумного насоса 22 и передает сервоприводу 16 сигнал для выполнения сервоприводом 16 поворота вала 15 сервопривода 16 на угол 135 градусов, при получении данных, передаваемых датчиком давления 19, которые показывают достижение заданной величины разрежения в полости 6 сильфонной вакуумной присоски 5, создаваемого вакуумным насосом 22.The
Затем сервопривод 16 выдвигает нижнюю опору 10 посредством выполнения поворота на угол 135 градусов вала 15 сервопривода 16 вместе с нижней опорой 10 из начального положения в положение, при котором оси симметрии 4 вакуумных присосок 1 параллельны продольной оси 24 вакуумного трубопровода 21, и при этом полости 2 вакуумных присосок 1 и полость 6 сильфонной вакуумной присоски 5 обращены в одну сторону.Then, the
Затем блок управления посадкой 27 передает блоку управления БПЛА ВТ сигнал для отключения всех несущих винтов 28 БПЛА ВТ, при получении блоком управления посадкой 27 данных, представляющих значение текущего угла поворота вала 15 сервопривода 16, равного 135 градусам, то есть при получении блоком управления посадкой 27 данных, показывающих завершение поворота вала 15 сервопривода 16.Then, the
Затем блок управления БПЛА ВТ отключает все несущие винты 28 БПЛА ВТ. Таким образом, вес БПЛА ВТ переносится на нижнюю опору 10 с двумя вакуумными присосками 1 и вакуумный трубопровод 21 с сильфонной вакуумной присоской 5. При этом уплотнительные элементы 3 вакуумных присосок 1 нижней опоры 10 деформируются под действием веса БПЛА ВТ, происходит наложение вакуумных присосок 1 на плоскую вертикальную поверхность 32, при этом образуются замкнутые пространства между поверхностями вакуумных присосок 1 и плоской вертикальной поверхностью 32, при этом из полостей 2 вакуумных присосок 1 вытесняется воздух, создается вакуум, и создаются удерживающие силы, прижимающие вакуумные присоски 1 вместе с нижней опорой 10 к плоской вертикальной поверхности 32. На этом посадка БПЛА ВТ на плоскую вертикальную поверхность 32 завершается.Then the control unit UAV VT disables all the
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015147330/11U RU160508U1 (en) | 2015-11-03 | 2015-11-03 | DEVICE INTENDED FOR IMPLEMENTATION OF LANDING OF AN UNMANNED AIRCRAFT TELEPHONE TYPE ON A FLAT VERTICAL SURFACE |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015147330/11U RU160508U1 (en) | 2015-11-03 | 2015-11-03 | DEVICE INTENDED FOR IMPLEMENTATION OF LANDING OF AN UNMANNED AIRCRAFT TELEPHONE TYPE ON A FLAT VERTICAL SURFACE |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU160508U1 true RU160508U1 (en) | 2016-03-20 |
Family
ID=55660928
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015147330/11U RU160508U1 (en) | 2015-11-03 | 2015-11-03 | DEVICE INTENDED FOR IMPLEMENTATION OF LANDING OF AN UNMANNED AIRCRAFT TELEPHONE TYPE ON A FLAT VERTICAL SURFACE |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU160508U1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108583863A (en) * | 2018-06-05 | 2018-09-28 | 西安理工大学 | A kind of quadrotor to land with function of taking off with wall surface |
| RU2678523C1 (en) * | 2018-03-06 | 2019-01-29 | Алексей Александрович Сизиков | System for receiving goods delivered by unmanned aerial vehicles (options) |
| CN110329495A (en) * | 2019-06-28 | 2019-10-15 | 杭州电子科技大学 | A kind of unmanned plane absorption stop device and its parking scheme |
-
2015
- 2015-11-03 RU RU2015147330/11U patent/RU160508U1/en active
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2678523C1 (en) * | 2018-03-06 | 2019-01-29 | Алексей Александрович Сизиков | System for receiving goods delivered by unmanned aerial vehicles (options) |
| WO2019172805A1 (en) * | 2018-03-06 | 2019-09-12 | Алексей Александрович СИЗИКОВ | System for receiving items of merchandise deliverable by drones (variants) |
| CN108583863A (en) * | 2018-06-05 | 2018-09-28 | 西安理工大学 | A kind of quadrotor to land with function of taking off with wall surface |
| CN110329495A (en) * | 2019-06-28 | 2019-10-15 | 杭州电子科技大学 | A kind of unmanned plane absorption stop device and its parking scheme |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10875644B2 (en) | Ground manipulation system and method for fixing an aircraft | |
| Kessens et al. | Versatile aerial grasping using self-sealing suction | |
| Tsukagoshi et al. | Aerial manipulator with perching and door-opening capability | |
| US11608191B2 (en) | Rotorcraft-assisted system and method for launching and retrieving a fixed-wing aircraft into and from free flight | |
| US10988257B2 (en) | Aircraft-retrieval system | |
| RU160508U1 (en) | DEVICE INTENDED FOR IMPLEMENTATION OF LANDING OF AN UNMANNED AIRCRAFT TELEPHONE TYPE ON A FLAT VERTICAL SURFACE | |
| Jimenez-Cano et al. | Control of an aerial robot with multi-link arm for assembly tasks | |
| US20200103922A1 (en) | Unmanned Aircraft, Device for Controlling Unmanned Aircraft, Method for Controlling Unmanned Aircraft, and Device for Detecting Failure of Unmanned Aircraft | |
| US10577098B2 (en) | Drone having reconfigurable shape | |
| CN103434650B (en) | A kind of unmanned plane line of thrust correction method adopting barycenter to calculate | |
| US20210237901A1 (en) | Aircraft-retrieval system | |
| US10914497B2 (en) | Systems and methods for component protection | |
| Wopereis et al. | Mechanism for perching on smooth surfaces using aerial impacts | |
| WO2018071592A3 (en) | Apparatus and method for balancing aircraft with robotic arms | |
| TW201636266A (en) | Multi-rotor aerial vehicle | |
| CN206777637U (en) | Unmanned plane provided with ground fire plant | |
| RU149882U1 (en) | SPHERE WORK | |
| JP2010241409A (en) | Performing corrective action on unmanned aerial vehicle using one axis of three-axis magnetometer | |
| Xiao et al. | Rise-Rover: A wall-climbing robot with high reliability and load-carrying capacity | |
| WO2016163482A1 (en) | Mobile unit | |
| JP6592680B1 (en) | Unmanned aerial vehicle | |
| JP6818337B2 (en) | Articulated robot arm and UAV | |
| Klaptocz et al. | An active uprighting mechanism for flying robots | |
| Kessens et al. | Toward lateral aerial grasping & manipulation using scalable suction | |
| CN108033014B (en) | Small unmanned aerial vehicle capable of remotely controlling and throwing packages |