RU210411U1

RU210411U1 - Беспилотное складное воздушное судно мультироторного типа для мониторинга состояния растительности

Info

Publication number: RU210411U1
Application number: RU2021135019U
Authority: RU
Inventors: Михаил Владимирович Титович; Алексей Васильевич Рубцов; Анастасия Сергеевна Андреева; Виталий Анатольевич Владимиров
Original assignee: Михаил Владимирович Титович
Priority date: 2021-11-29
Filing date: 2021-11-29
Publication date: 2022-04-14

Abstract

Полезная модель относится к области малогабаритных беспилотных воздушных судов (БВС) для дистанционного мониторинга состояния растительности в сельском хозяйстве и лесной отрасли с помощью портативных мультиспектральных камер. БВС является складным мультироторным малогабаритным устройством. БВС состоит из сборного корпуса, на котором установлен блок телеметрии, GPS/ГЛОНАСС система навигации, передатчик видеосигнала от курсовой видеокамеры и вибронезависимая площадка для крепления полетного контроллера, мультиспектральной камеры, курсовой видеокамеры, аккумуляторной батареи, размещенной снизу корпуса и закрепленной с помощью эластичного крепежа, электромоторов. Электромоторы установлены на четырех лучах с шарнирными креплениями. Достигается получение быстрого и малогабаритного транспортировочного положения. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Полезная модель относится к области малогабаритных беспилотных воздушных судов (БВС) для дистанционного мониторинга состояния растительности в сельском хозяйстве и лесной отрасли с помощью портативных мультиспектральных камер.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Известны конструкции БВС (ранее до 2019 г. называемые беспилотные летательные аппараты, сокращенно БПЛА), предназначенные для автоматизированного дистанционного мониторинга состояния растительности (точное сельское хозяйство): 1) малогабаритный полупрофессиональный квадрокоптер DJI Р4 Multispectral на базе Phantom 4 RTK (https://www.dji.com/ru/p4-multispectral), 2) российский «Беспилотный мультироторный летательный аппарат для мониторинга состояния растительности» (патент на полезную модель №197822).

Недостатком указанных решений является то, что БВС имеют жестко закрепленные между собой корпус, лучи крепления электромоторов и шасси, выполненные из классических композитных материалов, и как следствие фиксированную конструкцию БВС, исключающую его транспортировку в малогабаритном кейсе, что усложняет его доставку к месту использования, особенно в удаленные районы.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ

Беспилотное складное воздушное судно (БсВС) является устройством для дистанционного зондирования земли с помощью портативной мультиспектральной камеры, состоящее из корпуса 12 (фиг. 1), на котором установлен блок телеметрии 4, GPS/ГЛОНАСС система навигации 1, передатчик видеосигнала от курсовой видеокамеры 7 и вибронезависимая площадка 5 для крепления полетного контроллера 3, мультиспектральной камеры 10 и курсовой видеокамеры 7. Аккумуляторная батарея 8 размещена снизу корпуса и закреплена с помощью эластичного крепежа. Электромоторы 6 закреплены на четырех лучах, прикрепленных к корпусу болтами. БсВС управляется с помощью полетного контроллера, получая команды от пользователя, управляющего БсВС с помощью беспроводного пульта радиоуправления. Сущностью полезной модели как технического решения являются следующие отличительные особенности:

наличие четырех подвижных шарниров 13 (фиг. 1, фиг. 2), предназначенных для складывания лучей крепления моторов 11 в состояние для транспортировки и хранения (транспортная конфигурация, фиг. 2), существенным признаком которых является их специальная форма с возможностью фиксации в состояние для выполнения полетов (полетной конфигурации, фиг. 1).

все конструктивные детали БсВС (корпус, лучи, шасси) (фиг. 1) выполнены из нового перспективного листового композитного материала (кевларо-карбон) толщиной 1,5 мм, обладающего улучшенными прочностными и весовыми свойствами по сравнению с классическими композитными материалами. Соединение деталей корпуса, лучей, шасси выполнено исключительно болтами и гайками М2. Техническим результатом является высокая технологичность сборки и малые габариты БсВС в транспортной конфигурации, позволяющие размещать его в стандартном кейсе размером 450×330×150 мм.

Указанные отличительные особенности позволят:

специалисту в области дистанционного зондирования оперативно получать качественные мультиспектральные снимки объектов мониторинга выполнением аэрофотосъемки с помощью складного портативного БВС за счет его меньших транспортных габаритов;

специалисту по эксплуатации БВС увеличить время полета на 10%, получить возможность удобной транспортировки БсВС к месту использования в малогабаритном кейсе, исключающем вероятность его повреждения, и снизить транспортные затраты;

осуществлять перевод БсВС в полетную конфигурацию в течение 1 мин без использования какого-либо инструмента.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 иллюстрирует сборочный чертеж БсВС в полетной конфигурации.

Фиг. 2 иллюстрирует сборочный чертеж БсВС в транспортной конфигурации.

Беспилотное складное воздушное судно (БсВС) состоит из корпуса 12 и лучей 11 (фиг. 1). На корпусе установлен блок телеметрии 4, блок GPS/ГЛОНАСС системы навигации 1, передатчик видеосигнала от курсовой видеокамеры и общая вибронезависимая площадка 5 для крепления полетного контроллера 3, мультиспектральной камеры 10 и курсовой видеокамеры 7. Четырехэлементная (4S) литий-полимерная (Li-Po) аккумуляторная батарея 8 размещена снизу корпуса и закреплена с помощью эластичного крепежа. Электромоторы 6 с воздушными винтами 2 закреплены на четырех лучах 11, с межцентровой диагональю 560 мм, прикрепленных к корпусу болтами М2. Шасси 9 стоечного типа прикреплены к лучам 11 на достаточно большом расстоянии от центра масс, что обеспечивает мягкую посадку БсВС за счет упругой деформации корпуса и лучей. Шарнирное крепление лучей 11 имеет поворотную ось 13 и замок 14 для фиксации лучей в полетной конфигурации.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ

Беспилотное складное воздушное судно (БсВС) является устройством квадрокоптерного типа и состоит из корпуса 12, на котором установлен блок телеметрии 4, блок GPS/ГЛОНАСС системы навигации 1, передатчик видеосигнала от курсовой видеокамеры и вибронезависимая площадка 5 для крепления полетного контроллера 3, мультиспектральной камеры 10 и курсовой видеокамеры 7. Четырехэлементная (4S) литий-полимерная (Li-Po) аккумуляторная батарея 8 размещена снизу корпуса и закреплена с помощью эластичного крепежа. Электромоторы 6 с воздушными винтами 2 закреплены на четырех лучах 11, с межцентровой диагональю 560 мм, прикрепленных к корпусу болтами М2. Шасси 9 стоечного типа прикреплены к лучам 11 на достаточно большом расстоянии от центра масс, что обеспечивает мягкую посадку БсВС за счет упругой деформации корпуса и лучей. Шарнирное крепление лучей имеет поворотную ость 13 и замок 14 для фиксации лучей в полетной конфигурации.

БсВС осуществляет аэрофотосъемку поверхности земли с высоты 50-150 метров с помощью мультиспектральной камеры. Взлет, полет и посадка проходят в автоматическом режиме по заранее заданному маршруту под управлением полетного контроллера 3 (фиг. 1). Размерность БсВС в полетной конфигурации составляет 460×410×240 мм, в транспортной конфигурации 320×300×120 мм.

Обеспечение основных эксплуатационных параметров, таких как высота (50-150 м) и время полета (не менее 40 мин) обеспечивается применением прогрессивных конструкционных материалов, таких как листовой кевларо-карбон двунаправленный (0/90).

Отличительной особенностью конструкции устройства является использование четырех шарнирных креплений лучей к корпусу с замками для их фиксации в полетной конфигурации. Это позволяет получить возможность удобной транспортировки БсВС в малогабаритном кейсе к месту использования, снизить транспортные затраты и исключить вероятность его повреждения.

Вторая отличительная особенность обеспечивает высокие эксплуатационные показатели (время полета, грузоподъемность), технологичность сборки и стойкость к запредельным перегрузкам в случае аварийной посадки БсВС и подразумевает, что совершенно все его делали (корпус, лучи, шасси) (фиг. 1, 2) выполнены из нового перспективного листового композитного материала (кевларо-карбон) толщиной 1,5 мм. Технологичность мелкосерийного производства обеспечивается изготовлением всех деталей по имеющемуся САМ файлу (Компас, AutoCAD), их сборкой без использования специализированного оборудования и фигурных крепежных деталей. При сборке и ремонте не требуется подгоночных операций. Требуемая точность изготовления деталей (фиг. 2) не превышает 0,15 мм, что позволяет использовать практически любые 2d фрезерные станки с ЧПУ (в том числе DIY станки, фрезеры для рекламных конструкций).

Корпус БсВС рассчитан на установку большинства типовых элементов (батарея, управление, навигация, силовая, винтомоторная группа), чем обеспечивается их взаимозаменяемость и различные варианты использования.

Материал деталей корпуса БсВС - листовой кевларо-карбон двунаправленный (0/90) 1,5 мм, для изготовления данного БсВС необходимо 2 пластины 300×400 мм.

Claims

1. Беспилотное складное воздушное судно (БсВС) мультироторного типа, являющееся малогабаритным устройством для дистанционного зондирования земли с помощью мультиспектральной камеры, состоящее из сборного корпуса, на котором установлен блок телеметрии, GPS/ГЛОНАСС система навигации, передатчик видеосигнала от курсовой видеокамеры и вибронезависимая площадка для крепления полетного контроллера, мультиспектральной камеры, курсовой видеокамеры, аккумуляторной батареи, размещенной снизу корпуса и закрепленной с помощью эластичного крепежа, электромоторов, установленных на четырех лучах с шарнирными креплениями, позволяющими складывать лучи для уменьшения размерности для перевода БсВС в транспортную конфигурацию.

2. Беспилотное складное воздушное судно по п.1, характеризующееся тем, что абсолютно все его корпусные и крепежные делали: корпус, лучи, шасси - выполнены из нового перспективного листового композитного материала: кевларо-карбон, толщиной 1,5 мм, а соединение деталей корпуса, лучей, шасси выполнено исключительно болтами и гайками диаметром 2 мм.