RU2721048C1 - Automatic station for charging and servicing of unmanned aerial vehicles and unmanned aerial vehicle operating therewith - Google Patents

Automatic station for charging and servicing of unmanned aerial vehicles and unmanned aerial vehicle operating therewith Download PDF

Info

Publication number
RU2721048C1
RU2721048C1 RU2019113393A RU2019113393A RU2721048C1 RU 2721048 C1 RU2721048 C1 RU 2721048C1 RU 2019113393 A RU2019113393 A RU 2019113393A RU 2019113393 A RU2019113393 A RU 2019113393A RU 2721048 C1 RU2721048 C1 RU 2721048C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
landing
chassis
unmanned aerial
landing platform
contacts
Prior art date
Application number
RU2019113393A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Илья Михайлович Афанасьев
Муса Музагитович Галимов
Александр Николаевич Липатов
Original Assignee
Автономная некоммерческая организация высшего образования "Университет Иннополис"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Автономная некоммерческая организация высшего образования "Университет Иннополис" filed Critical Автономная некоммерческая организация высшего образования "Университет Иннополис"
Priority to RU2019113393A priority Critical patent/RU2721048C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2721048C1 publication Critical patent/RU2721048C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C27/00Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
    • B64C27/04Helicopters
    • B64C27/08Helicopters with two or more rotors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64FGROUND OR AIRCRAFT-CARRIER-DECK INSTALLATIONS SPECIALLY ADAPTED FOR USE IN CONNECTION WITH AIRCRAFT; DESIGNING, MANUFACTURING, ASSEMBLING, CLEANING, MAINTAINING OR REPAIRING AIRCRAFT, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; HANDLING, TRANSPORTING, TESTING OR INSPECTING AIRCRAFT COMPONENTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B64F1/00Ground or aircraft-carrier-deck installations
    • B64F1/18Visual or acoustic landing aids
    • B64F1/20Arrangement of optical beacons

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

FIELD: aviation.
SUBSTANCE: invention relates to design of stations for charging and servicing unmanned aerial vehicles. Automatic station comprises landing platform with landing lights or markers, voltage supply contacts, power supply unit and control unit. Landing platform is made in the form of hollow polyhedron, inner surface of which repeats external surface, with number of tops equal to number of UAV chassis. Landing platform is installed on supports or holder, on which at least one vibrator is installed. UAV comprises housing, beams with engines and propellers, battery, contacts for supply of voltage and chassis, made movable, having On the Ground position, at which chassis are installed vertically downwards, Flight position, at which chassis are spaced apart maximally. Chassis has position of Take-Off/Landing, in which chassis is brought down to centre with formation of downward-facing pyramid or truncated pyramid, as well as the position at which the chassis is moved apart until touching the lower surface of the landing platform and pressing them with electric contacts located on the landing platform and on the UAV.
EFFECT: providing accurate positioning of the UAV on the landing platform.
10 cl, 13 dwg

Description

Изобретение относится к конструкции автоматической станции зарядки и обслуживания многовинтовых беспилотных летательных аппаратов и многовинтового беспилотного летательного аппарата, работающего совместно с ней, и может быть использовано для создания сети обслуживания БПЛА, что позволит выполнять различные задачи с использованием БПЛА, дальность полета которых ограничена емкостью аккумулятора.The invention relates to the design of an automatic charging and servicing station for multi-rotor unmanned aerial vehicles and a multi-rotor unmanned aerial vehicle operating in conjunction with it, and can be used to create a UAV maintenance network that will allow performing various tasks using UAVs whose flight range is limited by the battery capacity.

Зарядка аккумулятора и обслуживание БПЛА в автоматическом режиме требуют точного позиционирования и ориентации БПЛА на посадочной платформе. Неопределенность позиционирования возникает вследствие неточности работы системы управления процессом посадки и таких погодных факторов, как порывистый ветер, туман, снег, дождь, которые как правило ухудшают процесс наведения или вводят неточности в последний момент посадки БПЛА, когда система управления уже не в состоянии провести корректировки местоположения садящегося аппарата с необходимой точностью.Automatic battery charging and UAV maintenance require accurate UAV positioning and orientation on the landing platform. Positioning uncertainty arises due to inaccurate operation of the landing process control system and weather factors such as gusty wind, fog, snow, rain, which generally impair the guidance process or introduce inaccuracies at the last moment of UAV landing, when the control system is no longer able to make position corrections sitting apparatus with the necessary accuracy.

Известны автоматические станции зарядки и обслуживания БПЛА, в которых после посадки на платформу производится корректировка его местоположения каким-либо активным устройством (манипулятором).Automatic UAV charging and maintenance stations are known, in which, after landing on the platform, its location is adjusted by some active device (manipulator).

Автоматическая станция, согласно заявке US 2014/0124621 А1, принимает БПЛА на плоскую посадочную платформу. После посадки БПЛА механизм выравнивания перемещает четырьмя планками БПЛА в зону позиционирования, в которой осуществляется зарядка, замена аккумулятора или иной вид обслуживания. Для лучшего обслуживания БПЛА может дополнительно фиксироваться специальным устройством или механизмом выравнивания.Automatic station, according to the application US 2014/0124621 A1, receives UAVs on a flat landing platform. After landing the UAV, the alignment mechanism moves the four UAV bars into the positioning zone, in which charging, battery replacement or other type of maintenance is carried out. For better service, the UAV can be additionally fixed with a special device or leveling mechanism.

Автоматическая станция, согласно заявке US 2014/0319272 А1, также принимает БПЛА на плоскую посадочную платформу, однако после этого БПЛА с помощью двух планок выводит аппарат их зоны посадки в зону зарядки и обслуживания.The automatic station, according to the application US 2014/0319272 A1, also receives UAVs on a flat landing platform, but after that, using two straps, the UAV displays the device of their landing zone in the charging and maintenance zone.

Данные устройства имеют возможность принимать БПЛА обычной конструкции, которые способны приземлиться на любую поверхность, однако конструкция станции получается сложной.These devices have the ability to receive UAVs of a conventional design that are capable of landing on any surface, however, the design of the station is complex.

Известны автоматические станции зарядки и обслуживания БПЛА, содержащие пассивные устройства позиционирования БПЛА при приземлении. Конструкция устройства позиционирования, как правило, рассчитана на данный тип БПЛА. Сам БПЛА имеет возможность приземления как на данную станцию, так и любую другую горизонтальную поверхность.Automatic UAV charging and maintenance stations are known, which contain passive UAV positioning devices upon landing. The design of the positioning device, as a rule, is designed for this type of UAV. The UAV itself has the ability to land both at a given station and any other horizontal surface.

Автоматическая станция, согласно патенту US 9,139,310 В1, содержит конические углубления на посадочной платформе по местам расположения шасси БПЛА. Данная конструкция позиционирует БПЛА, если отклонение от точки посадки не более радиуса конуса в верхней части. Данная конструкция способна принимать аппараты с таким же расположением шасси.Automatic station, according to patent US 9,139,310 B1, contains conical recesses on the landing platform at the locations of the UAV chassis. This design positions the UAV if the deviation from the landing point is not more than the radius of the cone in the upper part. This design is capable of receiving devices with the same chassis arrangement.

Доставочная платформа для беспилотных транспортных средств, согласно US 2015/0175276 А1, имеет выступающий над посадочной поверхностью усеченную пирамиду-основание, которой равно расстоянию посадочных лыж БПЛА. При посадке взаимодействие опорных лыж БПЛА и пирамиды приводит к необходимому позиционированию.The delivery platform for unmanned vehicles, according to US 2015/0175276 A1, has a truncated base pyramid protruding above the landing surface, which is equal to the distance of UAV landing skis. When landing, the interaction of UAV support skis and the pyramid leads to the necessary positioning.

Посадочная платформа для БПЛА, согласно US D805,018 S, выполнена по размеру расположения опор БПЛА и имеет вокруг наклонные поверхности. После посадки БПЛА скатывается по этим поверхностям и позиционируется на посадочной платформе. Указанные конструкции станции, как правило, не содержат устройств удержания аппарата на посадочной платформе.The UAV landing platform, according to US D805,018 S, is made according to the size of the UAV support arrangement and has inclined surfaces around it. After landing, the UAV rolls over these surfaces and is positioned on the landing platform. These station designs, as a rule, do not contain devices to hold the device on the landing platform.

Известны автоматические станции зарядки и обслуживания БПЛА, содержащие пассивные устройства позиционирования БПЛА при приземлении, в которых конструкция устройства позиционирования рассчитана на данный тип посадочного устройства БПЛА. Сам БПЛА имеет посадочное устройство, рассчитанное на взаимодействие с устройством позиционирования станции, и поэтому аппарат, как правило, не имеет возможность приземления на другие устройства или горизонтальную поверхность.There are known automatic UAV charging and maintenance stations containing passive UAV positioning devices when landing, in which the design of the positioning device is designed for this type of UAV landing device. The UAV itself has a landing device designed to interact with the station's positioning device, and therefore the device, as a rule, does not have the ability to land on other devices or a horizontal surface.

Посадочное устройство БПЛА, согласно US 9,499,265 В2, содержит посадочную платформу в виде конического углубления, в котором установлены контакты для зарядки аккумулятора, сменный аккумулятор и другие устройства. БПЛА имеет кольцевую опору, от которой поднимаются ножки, образующие каркас направленной острием вниз усеченной пирамиды. Точность позиционирования при посадке обеспечивается взаимодействием кольцевой опоры и ножек с коническим углублением. Позиционирование по вертикальной оси вращения достигается вращением опорной поверхности посадочной платформы вокруг вертикальной оси. Источник предусматривает возможность выполнения посадочной праформы в виде многоугольника. В этом случае опора БПЛА должна иметь ту же форму, и это позволяет обеспечить нужную ориентацию без вращения опорной поверхности посадочной платформы.The UAV landing device, according to US 9,499,265 B2, contains a landing platform in the form of a conical recess in which contacts for charging the battery, a replaceable battery, and other devices are installed. The UAV has an annular support, from which the legs rise, forming a skeleton of a truncated pyramid directed downward. Positioning accuracy during landing is ensured by the interaction of the ring support and legs with a conical recess. Positioning along the vertical axis of rotation is achieved by rotating the supporting surface of the landing platform around the vertical axis. The source provides for the ability to perform a landing form in the form of a polygon. In this case, the UAV support should have the same shape, and this allows you to provide the desired orientation without rotating the supporting surface of the landing platform.

Система стыковки с воздушным транспортным средством US 9,561,871 В2 включает в себя посадочную площадку и воздушное транспортное средство. У посадочной площадки имеется опускающаяся к центру коническая поверхность. В центре имеется углубление по размерам посадочной поверхности воздушного транспортного средства. В воздушном транспортном средстве имеется посадочная поверхность с колесами. Выступ и посадочное устройство размещены на нижней поверхности воздушного судна. После посадки на коническую поверхность воздушное транспортное средство скатывается к центру, и ее посадочная поверхность опускается в центральное углубление. На воздушном транспортном средстве и посадочной площадке имеются контакты для подачи напряжения для зарядки аккумулятора, которые контактируют между собой.The US 9,561,871 B2 aircraft docking system includes a landing pad and an air vehicle. At the landing site there is a conical surface descending towards the center. In the center there is a recess in size of the landing surface of an air vehicle. In an air vehicle there is a landing surface with wheels. The protrusion and landing device are located on the lower surface of the aircraft. After landing on a conical surface, the air vehicle rolls toward the center, and its landing surface descends into the central recess. The aircraft and the landing pad have voltage contacts for charging the battery, which are in contact with each other.

Прототипом изобретения является посадочное устройство БПЛА, согласно US 2016/00395.41 А1, которое содержит посадочную площадку, выполненную в виде короны, посадочное устройство БПЛА в виде двух расположенных накрест стержней. Во впадинах размещены контакты для подачи зарядного напряжения, на посадочных стержнях размещены ответные контакты. Посадочная платформа имеет механизмы для фиксации посадочных стержней. На посадочной платформе содержатся источники излучения, на БПЛА видеокамера или датчики излучения.The prototype of the invention is the UAV landing device, according to US 2016 / 00395.41 A1, which contains a landing pad made in the form of a crown, a UAV landing device in the form of two cross-shaped rods. In the depressions placed contacts for supplying the charging voltage, on the landing rods are reciprocal contacts. The landing platform has mechanisms for fixing the landing rods. The landing platform contains radiation sources; on the UAV, a video camera or radiation sensors.

БПЛА подлетает к посадочному устройству и садится, ориентируясь на расположенные на нем источники излучения. Неточность посадки, которая может быть вызвана неточностью работы системы посадки или порывами ветра, нивелируется при взаимодействии поверхности посадочной площадки и посадочных стержней БПЛА за счет пассивного гравитационного центрирования.The UAV flies up to the landing device and lands, focusing on the radiation sources located on it. Inaccuracy of landing, which may be caused by inaccuracy of the landing system or gusts of wind, is leveled when the surface of the landing pad and UAV landing rods interact due to passive gravity centering.

Устройства данного типа достаточно просты и обеспечивают наилучшее взаимодействие системы посадочная платформа - БПЛА, однако сам БПЛА имеет посадочное устройство, рассчитанное на взаимодействие только со своей станцией, и не имеет возможность приземления на другие устройства или горизонтальную поверхность.Devices of this type are quite simple and provide the best interaction between the landing platform and UAV system, but the UAV itself has a landing device designed to interact only with its station and does not have the ability to land on other devices or a horizontal surface.

Прототипом БПЛА является многовинтовой беспилотный летательный аппарат CN206704520U, содержащий шасси, которые с помощью привода могут принимать посадочное и полетное положения. При посадочном положении шасси направлены вертикально или почти вертикально вниз, при полетном положении шасси расходятся веером и принимают горизонтальное положение.The UAV prototype is a multi-rotor unmanned aerial vehicle CN206704520U, which contains landing gears that can take landing and flight positions with the help of a drive. When the landing position of the chassis is directed vertically or almost vertically downwards, when in flight position, the chassis diverge in a fan shape and take a horizontal position.

Техническим результатом является упрощение процесса зарядки и обслуживания многовинтового беспилотного летательного аппарата в автоматическом режиме путем обеспечения точного позиционирования БПЛА при посадке.The technical result is to simplify the process of charging and servicing a multi-rotor unmanned aerial vehicle in automatic mode by ensuring accurate UAV positioning during landing.

Упрощение процесса позиционирования многовинтового беспилотного летательного аппарата за счет обеспечения корректировки местоположения садящегося БПЛА относительно посадочной платформы.Simplification of the process of positioning a multi-rotor unmanned aerial vehicle by providing adjustment of the location of the landing UAV relative to the landing platform.

Упрощение конструкции автоматической станции зарядки и обслуживания многовинтового беспилотного летательного аппарата и используемого вместе с ним многовинтового беспилотного летательного аппарата.Simplification of the design of an automatic station for charging and servicing a multi-rotor unmanned aerial vehicle and a multi-rotor unmanned aerial vehicle used with it.

Обеспечение возможности взлета и посадки используемого многовинтового беспилотного летательного аппарата вне станции, в том числе с плоскости или посадочной платформы с направляющими воронками.Ensuring the possibility of takeoff and landing of the used multi-rotor unmanned aerial vehicle outside the station, including from a plane or landing platform with guide funnels.

Технический результат достигается тем, что в автоматической станции зарядки и обслуживания многовинтовых беспилотных летательных аппаратов, содержащей посадочную платформу с посадочными огнями и/или маркерами, контакты подачи напряжения для зарядки аккумулятора, блок питания и блок управления в соответствии с предложенным решением посадочная платформа выполнена в виде полого многогранника, внутренняя поверхность которого повторяет наружную поверхность, с количеством вершин, равным количеству шасси многовинтового беспилотного летательного аппарата.The technical result is achieved by the fact that in an automatic station for charging and servicing multi-rotor unmanned aerial vehicles containing a landing platform with landing lights and / or markers, voltage supply contacts for charging the battery, a power supply and a control unit in accordance with the proposed solution, the landing platform is made in the form a hollow polyhedron, the inner surface of which repeats the outer surface, with the number of vertices equal to the number of chassis of a multi-rotor unmanned aerial vehicle.

Другой результат достигается тем, что в автоматической станции зарядки и обслуживания многовинтовых беспилотных летательных аппаратов, содержащей посадочную платформу, установленную на опорах, контакты подачи напряжения, блок питания и блок управления, в соответствии с предложенным решением на опорах установлен по крайней мере один вибратор.Another result is achieved by the fact that in the automatic station for charging and servicing multi-rotor unmanned aerial vehicles containing a landing platform mounted on poles, voltage supply contacts, a power supply and a control unit, in accordance with the proposed solution, at least one vibrator is installed on the poles.

Еще один результат достигается тем, что в автоматической станции зарядки и обслуживания многовинтовых беспилотных летательных аппаратов, содержащей посадочную платформу, установленную на держателе, контакты подачи напряжения, блок питания и блок управления, в соответствии с предложенным решением на держателе установлен по крайней мере один вибратор.Another result is achieved by the fact that in the automatic station for charging and servicing multi-rotor unmanned aerial vehicles containing a landing platform mounted on a holder, voltage supply contacts, a power supply and a control unit, in accordance with the proposed solution, at least one vibrator is installed on the holder.

Кроме того, контакты для подачи напряжения для зарядки аккумулятора, посадочные огни или маркеры расположены по поверхности посадочной платформы.In addition, voltage supply contacts for charging the battery, landing lights or markers are located on the surface of the landing platform.

Кроме того, контакты для подачи зарядного напряжения установлены на вершинах и/или гранях многогранника.In addition, contacts for supplying charging voltage are mounted on the vertices and / or faces of the polyhedron.

Многовинтовой беспилотный летательный аппарат, содержащий корпус, лучи с двигателями и воздушными винтами, аккумулятор, контакты для подачи напряжения и шасси, выполненные подвижными, имеющие положение «на земле», при котором шасси установлены вертикально вниз, «полетное» положение, при котором шасси разнесены максимально в стороны, согласно предложенному решению шасси дополнительно имеют положение «взлета/посадки», при котором шасси сведены вниз к центру с образованием обращенной вниз пирамиды, а также положение «нахождения на посадочной платформе», при которой шасси раздвинуты до касания нижней поверхности посадочной платформы и поджатая ими электрических контактов, находящихся на посадочной платформе и на БПЛА.A multi-rotor unmanned aerial vehicle comprising a body, beams with engines and propellers, a battery, contacts for supplying voltage and a chassis made movable, having a ground position in which the chassis is mounted vertically down, a flight position, in which the chassis are spaced maximally to the sides, according to the proposed solution, the landing gears additionally have a “take-off / landing” position, in which the landing gear is brought down to the center with the formation of a pyramid facing downward, as well as the “located on the landing platform” position, in which the landing gear is extended until the lower surface of the landing platform and preloaded by them electrical contacts located on the landing platform and on the UAV.

Многовинтовой беспилотный летательный аппарат, содержащий корпус, лучи с двигателями и воздушными винтами, аккумулятор, контакты для подачи напряжения и шасси, выполненные подвижными, имеющие положение «на земле», при котором шасси установлены вертикально вниз, «полетное» положение, при котором шасси разнесены максимально в стороны, согласно предложенному решению шасси дополнительно имеют положение «взлета/посадки», при котором шасси сведены вниз к центру с образованием обращенной вниз усеченной пирамиды, а также положение «нахождения на посадочной платформе», при которой шасси раздвинуты до касания нижней поверхности посадочной платформы и поджатая ими электрических контактов, находящихся на посадочной платформе и на БПЛА.A multi-rotor unmanned aerial vehicle comprising a body, beams with engines and propellers, a battery, contacts for supplying voltage and a chassis made movable, having a ground position in which the chassis is mounted vertically down, a flight position, in which the chassis are spaced maximally to the sides, according to the proposed solution, the landing gears additionally have a “take-off / landing” position, in which the landing gear is brought down to the center with the formation of a truncated pyramid facing downward, as well as the “located on the landing platform” position, in which the landing gear is extended to touch the lower surface of the landing platforms and preloaded by them electrical contacts located on the landing platform and on the UAV.

Кроме того, контакты для подачи напряжения, установленные на упругом основании, расположены на корпусе, над осевой линией шасси, при их полетном положении.In addition, contacts for supplying voltage mounted on an elastic base are located on the housing, above the axial line of the chassis, in their flight position.

Кроме того, контакты для подачи напряжения, установленные на упругом основании, расположены на лучах над осевой линией шасси, при их полетном положении.In addition, contacts for voltage supply mounted on an elastic base are located on the beams above the axial line of the chassis, in their flight position.

Кроме того, контакты для подачи зарядного напряжения расположены на корпусе на линии контакта со сторонами посадочной платформы в положении посадки.In addition, the contacts for supplying the charging voltage are located on the housing on the line of contact with the sides of the landing platform in the landing position.

Сущность изобретения поясняется следующим графическим материалом.The invention is illustrated by the following graphic material.

На фиг. 1 изображена автоматическая станция зарядки и обслуживания многовинтовых беспилотных летательных аппаратов с посадочной платформой, установленной на опоры.In FIG. 1 shows an automatic station for charging and servicing multi-rotor unmanned aerial vehicles with a landing platform mounted on supports.

На фиг. 2а изображена автоматическая станция зарядки и обслуживания многовинтовых беспилотных летательных аппаратов с посадочной платформой, установленной на держателе, в положении хранения аппарата; на фиг 2б - в положении приема и отправления аппарата.In FIG. 2a shows an automatic station for charging and servicing multi-rotor unmanned aerial vehicles with a landing platform mounted on a holder in the storage position of the device; in Fig.2b - in the position of receipt and departure of the apparatus.

На фиг. 3 изображена посадочная платформа, выполненная в виде кольца, установленного на опоры.In FIG. 3 shows a landing platform made in the form of a ring mounted on supports.

На фиг. 4 изображена посадочная платформа, выполненная в виде многогранника по числу шасси многовинтового беспилотного летательного аппарата.In FIG. 4 shows a landing platform made in the form of a polyhedron according to the number of chassis of a multi-rotor unmanned aerial vehicle.

На фиг. 5 изображена посадочная платформа, выполненная в виде квадрата, установленного на опоры.In FIG. 5 shows a landing platform made in the form of a square mounted on supports.

На фиг. 6 изображена посадочная платформа, выполненная в виде шестигранной звезды, установленной на опоры.In FIG. 6 shows a landing platform made in the form of a hexagonal star mounted on supports.

На фиг. 7 изображена посадочная платформа, выполненная в виде квадрата, установленного на держателе.In FIG. 7 shows a landing platform made in the form of a square mounted on a holder.

На фиг. 8а изображены варианты размещения контактов на посадочной платформе.In FIG. 8a shows options for placing contacts on the landing platform.

На фиг. 8б изображены варианты размещения посадочных огней и маркеров на посадочной платформе.In FIG. 8b shows options for placing landing lights and markers on the landing platform.

На фиг. 9а-9г изображен многовинтовой беспилотный летательный аппарат в различных положениях: 9а - общий вид; 9б - в полете; 9в - при взлете/заходе на посадку на посадочную платформу; 9г - в положении, когда аппарат установлен и зафиксирован на посадочной платформе.In FIG. 9a-9g depicts a multi-rotor unmanned aerial vehicle in various positions: 9a - general view; 9b - in flight; 9c - during take-off / approach to the landing platform; 9g - in the position when the device is installed and fixed on the landing platform.

На фиг. 10а и 10б изображены возможные варианты расположение контактов для зарядки аккумулятора на БПЛА (вид снизу).In FIG. 10a and 10b depict possible options for the location of the contacts for charging the battery on the UAV (bottom view).

На фиг. 11 изображен поворотный привод шасси и возможные варианты расположения шасси.In FIG. 11 shows the rotary drive of the chassis and possible options for the location of the chassis.

На фиг. 12а, 12б представлены возможные варианты кинематических схем привода шасси.In FIG. 12a, 12b illustrate possible kinematic schemes of the chassis drive.

На фиг. 13а, 13б, 13в изображены варианты схем для определения допустимой погрешности посадки для успешного приземления аппарата.In FIG. 13a, 13b, 13c show variants of schemes for determining the permissible landing error for a successful landing of an apparatus.

Автоматическая станция зарядки и обслуживания многовинтовых беспилотных летательных аппаратов фиг. 1 содержит корпус 1, откидную дверь 2, посадочную платформу 3, установленную на опоры 4, блок управления 5 и блок питания 6. Откидная дверь 2 установлена на горизонтальные петли 7 и соединена с механизмом открывания 8 дверей, например, в виде линейного актуатора.The automatic station for charging and servicing multi-rotor unmanned aerial vehicles of FIG. 1 comprises a housing 1, a hinged door 2, a landing platform 3 mounted on supports 4, a control unit 5 and a power supply 6. The hinged door 2 is mounted on horizontal hinges 7 and connected to the door opening mechanism 8, for example, in the form of a linear actuator.

На фиг. 2а и 2б изображена автоматическая станция зарядки и обслуживания многовинтовых беспилотных летательных аппаратов с посадочной платформой 3, установленной на держателе 10 в положении хранения аппарата и в положении приема и отправления аппарата. Автоматическая станция содержит корпус 1, распашные двери 2 и 2а с вертикальными петлями 7 и механизмами 8 открывания дверей, блок управления 5, блок питания 6, посадочную платформу 3, установленную на держателе 10, и механизм подъема 11 держателя 10, например, в виде линейного актуатора. Позицией 9 отмечен многовинтовой беспилотный летательный аппарат.In FIG. 2a and 2b depict an automatic station for charging and servicing multi-rotor unmanned aerial vehicles with a landing platform 3 mounted on a holder 10 in the storage position of the device and in the receiving and sending position of the device. The automatic station comprises a housing 1, swing doors 2 and 2a with vertical hinges 7 and door opening mechanisms 8, a control unit 5, a power supply 6, a landing platform 3 mounted on the holder 10, and a lifting mechanism 11 of the holder 10, for example, in the form of a linear actuator. Position 9 marks a multi-rotor unmanned aerial vehicle.

В зависимости от выполняемых задач, автоматическая станция может содержать также механизмы загрузки и выгрузки груза на беспилотный летательный аппарат, механизм замены аккумулятора, и т.д.Depending on the tasks performed, an automatic station may also contain mechanisms for loading and unloading cargo onto an unmanned aerial vehicle, a battery replacement mechanism, etc.

Посадочная платформа может быть выполнена в виде кольца 12 (фиг. 3), или многогранника (шестиугольника 13 (фиг. 4)), или квадрата 14 (фиг. 5) или звезды 15 (фиг. 6) и установлена на вертикальные опоры 4 или держатель 10 (фиг. 7) с проушинами 16 и 17 для установки ее на корпус 1 станции и соединения с механизмом подъема 11 соответственно. Поз. 18 обозначен вибратор, который устанавливают на опору 4, или держатель 10, или посадочную платформу 12, или 13, или 14, или 15. Вибратор 18 может представлять собой вибратор электромагнитного типа с подпружиненным якорем или вибратор в виде электродвигателя с несбалансированным ротором. На поверхности посадочной платформы 3 на изоляторах 19 установлены электрические контакты 20 подачи напряжения для зарядки аккумулятора, а также посадочные огни и/или маркеры 21. Посадочная платформа может быть изготовлена из электроизоляционного материала. В этом случае изоляторы 19 могут отсутствовать. Количество вершин многогранника или лучей звезды выбрано равным количеству шасси, используемого беспилотного летательного аппарата 9.The landing platform can be made in the form of a ring 12 (Fig. 3), or a polyhedron (hexagon 13 (Fig. 4)), or a square 14 (Fig. 5) or a star 15 (Fig. 6) and mounted on vertical supports 4 or holder 10 (Fig. 7) with eyes 16 and 17 for installing it on the housing 1 of the station and connecting with the lifting mechanism 11, respectively. Pos. 18, a vibrator is indicated, which is mounted on a support 4, or a holder 10, or a landing platform 12, or 13, or 14, or 15. The vibrator 18 may be an electromagnetic type vibrator with a spring-loaded armature or a vibrator in the form of an electric motor with an unbalanced rotor. On the surface of the landing platform 3, insulators 19 are equipped with electrical contacts 20 for supplying voltage for charging the battery, as well as landing lights and / or markers 21. The landing platform can be made of electrical insulating material. In this case, insulators 19 may be absent. The number of vertices of the polyhedron or the rays of the star is chosen equal to the number of landing gear used by the unmanned aerial vehicle 9.

Посадочная платформа 3 может быть изготовлена из профиля типа квадрат, прямоугольник, уголок, швеллер и т.п., а также трубы квадратного или прямоугольного сечения. Выбор сечения ребер платформы зависит от конструкции электрических контактов 20 для подачи напряжения зарядки аккумулятора и посадочных огней (светильников) или маркеров 21.Landing platform 3 can be made of a profile such as square, rectangle, corner, channel, etc., as well as pipes of square or rectangular cross-section. The choice of the cross-section of the platform ribs depends on the design of the electrical contacts 20 for supplying the charging voltage of the battery and landing lights (lamps) or markers 21.

На фиг. 8а и 8б изображены варианты размещения электрических контактов 20 подачи напряжения для зарядки аккумулятора, посадочных огней и/или маркеров 21 по поверхности (по периметру) посадочной платформы.In FIG. 8a and 8b depict options for placing electrical contacts 20 for supplying voltage to charge the battery, landing lights and / or markers 21 on the surface (around the perimeter) of the landing platform.

Посадочная платформа 3 имеет не менее двух электрических контактов 20 подачи напряжения для зарядки аккумулятора. Наличие большего количества контактов повышает надежность зарядки аккумулятора и снижает нагрузку на контакты. Контакты могут быть расположены как на вершинах многогранника (поз. 20 фиг. 8а), так и на его ребрах (поз. 20а фиг. 8а), на вершинах лучей звезды (поз. 20б фиг. 8а) и у корня лучей (поз. 20в фиг. 8а). Для кольцевой посадочной платформы расположение электрических контактов 20г подачи напряжения для зарядки аккумулятора непринципиально.Landing platform 3 has at least two electrical contacts 20 for supplying voltage to charge the battery. The presence of more contacts increases the reliability of charging the battery and reduces the load on the contacts. Contacts can be located both on the vertices of the polyhedron (pos. 20 of Fig. 8a), and on its edges (pos. 20a of Fig. 8a), on the vertices of the rays of the star (pos. 20b of Fig. 8a) and at the root of the rays (pos. 20c, Fig. 8a). For an annular landing platform, the location of the electrical contacts 20g of the voltage supply for charging the battery is unprincipled.

Посадочные огни и/или маркеры 21 создают несимметричную картину, обеспечивающую правильную ориентацию садящегося беспилотного летательного аппарата 9 по углу и координате центра посадочной платформы 3. При этом фигура посадочных огней и/или маркеров позволяет определить центр посадочной платформы достаточно простым алгоритмом. Варианты размещения посадочных огней и/или маркеров представлены на фиг. 8б.Landing lights and / or markers 21 create an asymmetric picture that ensures the correct orientation of the landing unmanned aerial vehicle 9 in the angle and coordinate of the center of the landing platform 3. Moreover, the figure of the landing lights and / or markers allows you to determine the center of the landing platform with a fairly simple algorithm. Embodiments of landing lights and / or markers are shown in FIG. 8b.

Многовинтовой беспилотный летательный аппарат фиг 9а…9г содержит корпус 22, лучи 23, на которых установлены двигатели 24 и воздушные винты 25, шасси 26, поворотные привода шасси 27, работающие от двигателей 28, электрические контакты 29, установленные на упругом основании 30 (фиг. 11) и видеокамеру 31 с системой стабилизации и управления 32, модуль навигатора спутникового позиционирования 33. В корпусе 22 аппарата содержатся также аккумулятор с зарядным устройством, полетный контроллер, регуляторы скорости двигателей воздушных винтов, привода двигателей поворота шасси, необходимые сенсоры и аппаратура, включая ультразвуковое или иное устройство определения расстояния (не показаны).The multi-rotor unmanned aerial vehicle of FIGS. 9a ... 9g comprises a housing 22, beams 23, on which engines 24 and propellers 25, a chassis 26, rotary chassis drives 27, powered by engines 28, and electrical contacts 29 mounted on an elastic base 30 are installed (FIG. 11) and a video camera 31 with a stabilization and control system 32, a satellite positioning navigator module 33. The device’s body 22 also contains a battery with a charger, a flight controller, propeller speed controllers, landing gear drives, the necessary sensors and equipment, including ultrasound or another distance sensing device (not shown).

На фиг. 10а и 10б изображен БПЛА (вид снизу) и посадочные платформы в виде кольца 12 и квадрата 14 и возможные варианты расположения электрических контактов на корпусе 22 БПЛА.In FIG. 10a and 10b shows a UAV (bottom view) and landing platforms in the form of a ring 12 and a square 14 and possible options for the location of electrical contacts on the UAV case 22.

Электрические контакты 29 могут быть расположены на корпусе 22 или лучах 23 аппарата 9 над осями шасси 26 в их полетном положении (поз. 29 на фиг. 10) или на линии контакта со сторонами посадочной платформы в положении посадки, поз. 29а для контакта с посадочной платформы, выполненной в виде кольца 12 или поз. 29б на фиг. 10б для осуществления контакта с квадратной посадочной платформой 3.Electrical contacts 29 can be located on the housing 22 or beams 23 of the apparatus 9 above the axles of the chassis 26 in their flight position (key 29 in FIG. 10) or on the line of contact with the sides of the landing platform in the landing position, pos. 29a for contact with the landing platform, made in the form of a ring 12 or pos. 29b in FIG. 10b for making contact with the square landing platform 3.

Поворотный привод 27 шасси 26 (фиг. 11, 12а, 12б) может быть выполнен в виде червячного редуктора с червяком 36 на валу двигателя 28 и червячным колесом 35, на который установлено шасси 26. На валу червячного колеса 35 установлен датчик углового положения 37, например, энкодер. Возможно также выполнить данный узел в виде рычажной системы с использованием линейного актуатора 38. В этом случае угловое положение шасси 26 может определяться по датчику положения линейного актуатора 38. Поворотный привод шасси 27 по команде бортового контроллера аппарата обеспечивает следующие положения шасси:The rotary drive 27 of the chassis 26 (Fig. 11, 12a, 12b) can be made in the form of a worm gear with a worm 36 on the shaft of the engine 28 and a worm wheel 35, on which the chassis 26 is mounted. An angle sensor 37 is mounted on the shaft of the worm wheel 35, for example, an encoder. It is also possible to perform this assembly in the form of a lever system using a linear actuator 38. In this case, the angular position of the chassis 26 can be determined by the position sensor of the linear actuator 38. The rotary drive of the chassis 27, upon the command of the on-board controller of the device, provides the following chassis positions:

В положении «на земле» (плоскости) и в положении захода на посадку на землю (фиг. 9а) шасси аппарата опущены вниз вертикально или несколько разнесены в стороны, поз. 26а на фиг. 11. Данное положение шасси 26 позволяет БПЛА 9 осуществлять взлет/посадку вне автоматической станции зарядки и обслуживания многовинтовых беспилотных летательных аппаратов с горизонтальной поверхности, например, на/с земли или плоской посадочной платформы другого типа, например, с направляющими воронками под каждое шасси.In the "on the ground" position (plane) and in the approach position on the ground (Fig. 9a), the chassis of the device is lowered down vertically or slightly spaced apart, pos. 26a in FIG. 11. This position of the chassis 26 allows the UAV 9 to take off / landing outside the automatic station for charging and servicing multi-rotor unmanned aerial vehicles from a horizontal surface, for example, to / from the ground or a flat landing platform of another type, for example, with guide funnels for each chassis.

В положении «в полете» (фиг. 9б) шасси аппарата максимально разнесены в стороны, могут касаться лучей аппарата, поз. 26б на фиг. 11.In the "in flight" position (Fig. 9b), the chassis of the apparatus is maximally spaced apart, can touch the beams of the apparatus, pos. 26b in FIG. eleven.

В положении «взлета/посадки» (фиг. 9в) шасси 26 аппарата 9 сведены вниз к центру, образуя ребра обращенной вниз усеченной пирамиды, когда концы шасси 26 не касаются друг друга или полной пирамиды, когда концы шасси 26 касаются друг друга, поз. 26в на фиг. 11.In the take-off / landing position (Fig. 9c), the chassis 26 of the apparatus 9 is brought down to the center, forming the edges of the downward truncated pyramid when the ends of the chassis 26 do not touch each other or the full pyramid when the ends of the chassis 26 are in contact, pos. 26c in FIG. eleven.

В положении на посадочной платформе 3 автоматической станции зарядки и обслуживания многовинтовых беспилотных летательных аппаратов (фиг. 9г) шасси разнесены в стороны до касания ими нижней поверхности посадочной платформы 3 и поджатая электрических контактов 29 с контактами 20 посадочной платформы 3 и поджатая упругого элемента 30 к профилю посадочной платформы 34 с целью обеспечения надежного контакта, поз. 26г на фиг. 11. Положение шасси 26 задается при этом по показаниям датчика угла поворота 37 или линейного актуатора 38, или по величине момента сопротивления на приводе 27, которая в свою очередь определяется величиной тока питания двигателя 28.In the position on the landing platform 3 of the automatic station for charging and servicing multi-rotor unmanned aerial vehicles (Fig. 9d), the chassis are spaced apart until they touch the lower surface of the landing platform 3 and preloaded electrical contacts 29 with the contacts 20 of the landing platform 3 and preloaded elastic element 30 to the profile landing platform 34 in order to ensure reliable contact, pos. 26g in FIG. 11. The position of the chassis 26 is set in this case according to the readings of the angle sensor 37 or the linear actuator 38, or by the magnitude of the resistance moment on the drive 27, which in turn is determined by the magnitude of the current supply to the motor 28.

Автоматическая станция зарядки и обслуживания многовинтовых беспилотных летательных аппаратов и работающий совместно с ней многовинтовой беспилотный летательный аппарат работают следующим образом.Automatic station charging and maintenance of multi-rotor unmanned aerial vehicles and working with it multi-rotor unmanned aerial vehicle operate as follows.

В варианте исполнения фиг. 1.In the embodiment of FIG. 1.

Многовинтовой беспилотный летательный аппарат 9 установлен на посадочную платформу 3, шасси 26 аппарата 9 разведены в стороны до касания ими нижней поверхности посадочной платформы и поджатая электрических контактов 20 и контактов 29 соответственно, находящихся на посадочной платформе 3 и аппарате 9. Откидная дверь 2 автоматической станции закрыта.A multi-rotor unmanned aerial vehicle 9 is mounted on the landing platform 3, the chassis 26 of the apparatus 9 is laid apart to touch the lower surface of the landing platform and preloaded the electrical contacts 20 and contacts 29, respectively, located on the landing platform 3 and apparatus 9. The hinged door 2 of the automatic station is closed .

В варианте исполнения фиг. 2аIn the embodiment of FIG. 2a

Многовинтовой беспилотный летательный аппарат 9 установлен на посадочную платформу 3, шасси 26 аппарата 9 разведены в стороны до касания ими нижней поверхности посадочной платформы и поджатая электрических контактов 20 и контактов 29 соответственно, находящихся на посадочной платформе 3 и аппарате 9. Держатель 10 с посадочной платформой 3 опущена вниз в вертикальное положение, распашные двери 2 и 2а закрыты.A multi-rotor unmanned aerial vehicle 9 is mounted on the landing platform 3, the chassis 26 of the apparatus 9 is laid apart to touch the lower surface of the landing platform and preloaded on the electrical contacts 20 and contacts 29, respectively, located on the landing platform 3 and apparatus 9. Holder 10 with landing platform 3 lowered down to a vertical position, swing doors 2 and 2a are closed.

Геометрия расположения шасси 26 (фиг. 9) и их взаимодействие с геометрией посадочной платформы 3 обеспечивает надежное удержание аппарата 9 в любом положении. Это позволяет разрабатывать автоматическую станцию с различным расположением хранимого многовинтового беспилотного летательного аппарата 9. Фиксированное положение аппарата 9 позволяет проводить над ним необходимые манипуляции в автоматическом режиме, например, замену аккумулятора специальным устройством.The geometry of the location of the chassis 26 (Fig. 9) and their interaction with the geometry of the landing platform 3 ensures reliable retention of the apparatus 9 in any position. This allows you to develop an automatic station with a different location of the stored multi-rotor unmanned aerial vehicle 9. The fixed position of the device 9 allows you to perform necessary manipulations on it in automatic mode, for example, replacing the battery with a special device.

По команде автоматическая станция переводится в положение запуска/приема аппарата.At a command, the automatic station is put into the start / receive position of the device.

В варианте исполнения фиг. 1In the embodiment of FIG. 1

Откидная дверь 2 опускается вниз до горизонтального положения.The hinged door 2 is lowered down to a horizontal position.

В варианте исполнения фиг. 2бIn the embodiment of FIG. 2b

Распашные двери 2 и 2а открываются настежь, механизм подъема 11 держателя 10 поднимает посадочную платформу 3 в горизонтальное положение.Hinged doors 2 and 2a open wide, the lifting mechanism 11 of the holder 10 raises the landing platform 3 in a horizontal position.

Многовинтовой беспилотный летательный аппарат 9 переводит шасси 26 в положение взлет/посадка, т.е. сводит их вниз к центру шасси 26, образуя обращенную вниз усеченную или полную пирамиду, запускает двигатели 24 и взлетает вертикально вверх до полного выхода из посадочной платформы 3. Такое взлетное положение обеспечивает беспрепятственный взлет аппарата, т.к. шасси 26 не задевают посадочную платформу 3.A multi-rotor unmanned aerial vehicle 9 puts the landing gear 26 in the take-off / landing position, i.e. brings them down to the center of the chassis 26, forming a truncated or full pyramid facing down, starts the engines 24 and takes off vertically up to the complete exit of the landing platform 3. This take-off position provides unhindered take-off of the device, as chassis 26 do not touch landing platform 3.

После взлета многовинтовой беспилотный летательный аппарат 9 переводит шасси 26 в «полетное» положение, т.е. разводит шасси 26 максимально в стороны, концы шасси 26 могут касаться лучей 23 аппарата 9. В таком положении шасси 26 не мешают видеокамере 31 делать боковой обзор.After takeoff, a multi-rotor unmanned aerial vehicle 9 transfers the landing gear 26 to the “flight” position, i.e. pushes the chassis 26 as far as possible, the ends of the chassis 26 can touch the beams 23 of the apparatus 9. In this position, the chassis 26 does not prevent the camcorder 31 from making a side view.

После взлета многовинтового беспилотного летательного аппарата автоматическая станция переходит в режим ожидания.After the multi-rotor unmanned aerial vehicle takes off, the automatic station enters standby mode.

В варианте исполнения фиг. 1.In the embodiment of FIG. 1.

Автоматическая станция закрывает откидные двери 2.Automatic station closes hinged doors 2.

В варианте исполнения фиг. 2а.In the embodiment of FIG. 2a.

Автоматическая станция опускает держатель 10 и запирает распашные 2 и 2а двери.The automatic station lowers the holder 10 and locks the swing doors 2 and 2a.

Многовинтовой беспилотный летательный аппарат 9 находит местоположение автоматической станции с помощью модуля спутниковой навигации 33 по заданным координатам. Затем аппарат опускается на высоту, достаточную для получения надежного изображения посадочных огней или маркеров 21 посадочной платформа 3. Автоматическая станция переводится в положение запуска-приема аппарата.A multi-rotor unmanned aerial vehicle 9 finds the location of an automatic station using the satellite navigation module 33 at given coordinates. Then the device is lowered to a height sufficient to obtain a reliable image of the landing lights or markers 21 of the landing platform 3. The automatic station is transferred to the start-receive position of the device.

В варианте исполнения фиг. 1.In the embodiment of FIG. 1.

Откидная дверь 2 опускается вниз до горизонтального положения,The hinged door 2 is lowered down to a horizontal position,

В варианте исполнения фиг. 2а.In the embodiment of FIG. 2a.

Распашные двери 2 и 2а открываются настежь, механизм подъема 11 держателя 10 поднимает посадочную платформу 3 в горизонтальное положение.Hinged doors 2 and 2a open wide, the lifting mechanism 11 of the holder 10 raises the landing platform 3 in a horizontal position.

Включаются посадочные огни или огни освещения маркеров 21. Камера 31 аппарата переводится в вертикальное положение, включается стабилизация камеры, и она получает изображение посадочных огней или маркеров 21, блок управления аппарата анализирует снимки и корректирует местоположение аппарата относительно посадочной платформы 3 и ориентацию вокруг вертикальной оси. Расстояние от аппарата 9 до посадочной платформы 3 определяется ультразвуковым или иным устройством определения расстояния (не показаны). Аппарат 9 опускается вниз и при подлете к посадочной платформе 3, переводит шасси 26 в положение «взлет/посадка», при котором шасси 26 сведены вниз к центру с образованием обращенной вниз усеченной пирамиды или полной пирамиды, у которой концы шасси 26 касаются друг друга.The landing lights or lights of the lighting of the markers 21 are turned on. The camera 31 of the device is turned into a vertical position, the camera is stabilized, and it receives an image of the landing lights or markers 21, the control unit of the device analyzes the images and corrects the location of the device relative to the landing platform 3 and its orientation around the vertical axis. The distance from the apparatus 9 to the landing platform 3 is determined by an ultrasonic or other device for determining the distance (not shown). The apparatus 9 lowers down and approaching the landing platform 3, puts the chassis 26 in the take-off / landing position, in which the chassis 26 is brought down to the center with the formation of a downward truncated pyramid or a complete pyramid, in which the ends of the chassis 26 are in contact with each other.

На фиг 13 изображены варианты сечений по плоскости посадочной платформы 3 в виде кольца 12, или многогранника 13, или квадрата 14 в момент, когда шасси 26 пересекают эту плоскость. Данная фигура разъясняет значение размеров и показывает свободное пространство между ними, которое позволяет произвести успешно посадку при неточном центрировании аппарата.Figure 13 shows variants of cross-sections along the plane of the landing platform 3 in the form of a ring 12, or a polyhedron 13, or a square 14 at the moment when the chassis 26 cross this plane. This figure explains the meaning of the dimensions and shows the free space between them, which allows a successful landing with inaccurate centering of the apparatus.

Максимальное отклонение аппарата от центра посадочной платформы, при котором возможна удачная посадка определяется формулойThe maximum deviation of the device from the center of the landing platform, at which a successful landing is possible, is determined by the formula

Figure 00000001
Figure 00000001

гдеWhere

X - максимально допустимое отклонение аппарата,X is the maximum permissible deviation of the apparatus,

D - внутренний диаметр посадочной платформы,D is the inner diameter of the landing platform,

d - внешний диаметр концов шасси в положении захода на посадку.d is the outer diameter of the ends of the chassis in the approach position.

Система управления должна обеспечивать требуемую точность посадки.The control system must provide the required accuracy of landing.

При дальнейшем снижении БПЛА 9 его шасси 26 входят внутрь посадочной платформы 3 и далее, в случае касания шасси 26 внутренних граней посадочной платформы 3, шасси 26 скользит по внутренней поверхности посадочной платформы 3, обеспечивая тем самым корректировку местоположения садящегося БПЛА 9 относительно посадочной платформы 3. Это обеспечивает точный разворот аппарата 9 и его центрирование таким образом, что после полной посадки электрические контакты 20 и контакты 29 оказываются соединенными. Посадочная платформа 3 в процессе посадки полностью пассивна.With a further decrease in the UAV 9, its landing gear 26 enters the landing platform 3 and then, if the landing gear 26 touches the inner faces of the landing platform 3, the landing gear 26 slides along the inner surface of the landing platform 3, thereby correcting the location of the landing UAV 9 relative to the landing platform 3. This ensures accurate rotation of the apparatus 9 and its centering in such a way that, after a full fit, the electrical contacts 20 and the contacts 29 are connected. Landing platform 3 during the landing process is completely passive.

Форма применяемой посадочной платформы 3 оказывает влияние на процесс посадки и ориентацию аппарата 9 при посадке.The shape of the applied landing platform 3 affects the landing process and the orientation of the apparatus 9 during landing.

Посадочная платформа в виде кольца 12 производит центрирование (позиционирование), но не производит ориентацию приземляемого аппарата по углу относительно сторон посадочной платформы 3. Поэтому угловая точность посадки аппарата полностью определяется точностью системы управления БПЛА 9.The landing platform in the form of a ring 12 performs centering (positioning), but does not orient the landing device in the angle relative to the sides of the landing platform 3. Therefore, the angular accuracy of landing is completely determined by the accuracy of the UAV control system 9.

Посадочная платформа в виде многогранника 13, 14 оказывает центрирующее и ориентирующее по углу посадки воздействие. При этом ориентирующее по углу посадки воздействие тем выше, чем меньше угол между ребрами. Посадочная платформа в виде треугольника обладает наилучшим ориентирующим свойством.The landing platform in the form of a polyhedron 13, 14 has a centering and orientation-oriented effect on the angle of landing. In this case, the effect orienting in the angle of landing is the higher, the smaller the angle between the ribs. The landing platform in the form of a triangle has the best orienting property.

Посадочная платформа в виде звезды 15 позволяет уменьшить угол между соседними гранями многогранника и тем самым повысить ориентирующее по углу посадки воздействие. Это позволяет использовать большее число граней без ухудшения ориентирующего воздействия.A landing platform in the form of a star 15 makes it possible to reduce the angle between adjacent faces of the polyhedron and thereby increase the effect orienting along the angle of landing. This allows you to use a larger number of faces without compromising orientation.

Если по какой-либо причине соединение электрических контактов 20 и контактов 29 не устанавливается, производится уточнение. Это возможно двумя способами: аппарат 9 разгоняет воздушные винты 25, приподнимается на несколько сантиметров и садится снова, или включается вибратор 18, который трясет посадочную платформу 3, обеспечивая корректировку местоположения аппарата 9. Затем аппарат 9 переводится в положение «нахождения на посадочной платформе» 3, при котором шасси 26 разнесены в стороны до касания ими нижней поверхности посадочной платформы 3 и поджатая электрических контактов 20, находящихся на посадочной платформе 3, и контактов 29, находящихся на многовинтовом беспилотном летательном аппарате 9.If for any reason the connection of the electrical contacts 20 and the contacts 29 is not established, an update is made. This is possible in two ways: the device 9 accelerates the propellers 25, rises a few centimeters and sits down again, or the vibrator 18 is turned on, which shakes the landing platform 3, providing an adjustment to the location of the device 9. Then, the device 9 is moved to the “located on the landing platform” 3 in which the landing gear 26 is spaced apart until they touch the bottom surface of the landing platform 3 and preloaded electrical contacts 20 located on the landing platform 3, and contacts 29 located on the multi-rotor unmanned aerial vehicle 9.

Далее выключаются посадочные огни или огни освещения маркеров 21.Next, the landing lights or marker lights 21 are turned off.

В варианте исполнения фиг. 1.In the embodiment of FIG. 1.

Откидная дверь 2 автоматической станции закрывается (вариант фиг. 1).The hinged door 2 of the automatic station closes (version of Fig. 1).

В варианте исполнения фиг. 2б.In the embodiment of FIG. 2b.

Производится опускание держателя с посадочной платформой 3 в вертикальное положение, и закрываются распашные двери 2 и 2а.The holder with the landing platform 3 is lowered to a vertical position, and the swing doors 2 and 2a are closed.

Производится зарядка аккумулятора аппарата 9 или запускаются другие устройства обслуживания аппарата.The battery of the device 9 is being charged or other device servicing devices are started.

При постановке задачи посадить БПЛА 9 вне автоматической станции зарядки и обслуживания многовинтовых беспилотных летательных аппаратов шасси 26 переводят в положение «на земле», и БПЛА 9 осуществляет посадку на горизонтальную поверхность, например, на землю или плоскую посадочную платформу другого типа.When setting the task of landing UAVs 9 outside the automatic station for charging and servicing multi-rotor unmanned aerial vehicles, the chassis 26 is moved to the “on the ground” position, and the UAV 9 lands on a horizontal surface, for example, on the ground or on a flat landing platform of another type.

Таким образом, предлагаемые технические решения позволяют упростить процесс зарядки и обслуживания многовинтового беспилотного летательного аппарата в автоматическом режиме, конструкцию автоматической станции зарядки и обслуживания многовинтового беспилотного летательного аппарата и используемого вместе с ним многовинтового беспилотного летательного аппарата, а также обеспечивают возможность взлета и посадки используемого многовинтового беспилотного летательного аппарата вне станции.Thus, the proposed technical solutions make it possible to simplify the process of charging and servicing a multi-rotor unmanned aerial vehicle in automatic mode, the design of an automatic station for charging and servicing a multi-rotor unmanned aerial vehicle and the multi-rotor unmanned aerial vehicle used with it, and also provide the possibility of takeoff and landing of a multi-rotor unmanned aerial vehicle aircraft outside the station.

Claims (10)

1. Автоматическая станция зарядки и обслуживания многовинтовых беспилотных летательных аппаратов, содержащая посадочную платформу с посадочными огнями и/или маркерами, контакты подачи напряжения для зарядки аккумулятора, блок питания и блок управления, отличающаяся тем, что посадочная платформа выполнена в виде полого многогранника, внутренняя поверхность которого повторяет наружную поверхность, с количеством вершин, равным количеству шасси многовинтового беспилотного летательного аппарата.1. Automatic station for charging and servicing multi-rotor unmanned aerial vehicles, comprising a landing platform with landing lights and / or markers, voltage supply contacts for charging the battery, a power supply and a control unit, characterized in that the landing platform is made in the form of a hollow polyhedron, the inner surface which repeats the outer surface, with the number of vertices equal to the number of chassis multi-rotor unmanned aerial vehicle. 2. Автоматическая станция зарядки и обслуживания многовинтовых беспилотных летательных аппаратов, содержащая посадочную платформу, установленную на опорах, контакты подачи напряжения, блок питания и блок управления, отличающаяся тем, что на опорах установлен по крайней мере один вибратор.2. Automatic station for charging and servicing multi-rotor unmanned aerial vehicles, comprising a landing platform mounted on poles, voltage supply contacts, a power supply and a control unit, characterized in that at least one vibrator is installed on the poles. 3. Автоматическая станция зарядки и обслуживания многовинтовых беспилотных летательных аппаратов, содержащая посадочную платформу, установленную на держателе, контакты подачи напряжения, блок питания и блок управления, отличающаяся тем, что на держателе установлен по крайней мере один вибратор.3. Automatic station for charging and servicing multi-rotor unmanned aerial vehicles, comprising a landing platform mounted on a holder, voltage supply contacts, a power supply and a control unit, characterized in that at least one vibrator is mounted on the holder. 4. Автоматическая станция зарядки и обслуживания многовинтовых беспилотных летательных аппаратов по п. 1, или 2, или 3, отличающаяся тем, что контакты для подачи напряжения, посадочные огни или маркеры расположены по поверхности посадочной платформы.4. Automatic station for charging and servicing multi-rotor unmanned aerial vehicles according to claim 1, or 2, or 3, characterized in that the voltage contacts, landing lights or markers are located on the surface of the landing platform. 5. Автоматическая станция зарядки и обслуживания многовинтовых беспилотных летательных аппаратов по п. 1, или 2, или 3, отличающаяся тем, что контакты для подачи напряжения установлены на вершинах и/или гранях многогранника.5. Automatic station for charging and servicing multi-rotor unmanned aerial vehicles according to claim 1, 2, or 3, characterized in that the contacts for supplying voltage are installed on the vertices and / or faces of the polyhedron. 6. Многовинтовой беспилотный летательный аппарат, содержащий корпус, лучи с двигателями и воздушными винтами, аккумулятор, контакты для подачи напряжения и шасси, выполненные подвижными, имеющие положение «на земле», при котором шасси установлены вертикально вниз, «полетное» положение, при котором шасси разнесены максимально в стороны, отличающийся тем, что шасси дополнительно имеют положение «взлета/посадки», при котором шасси сведены вниз к центру с образованием обращенной вниз пирамиды, а также положение «нахождения на посадочной платформе», при которой шасси раздвинуты до касания нижней поверхности посадочной платформы и поджатия ими электрических контактов, находящихся на посадочной платформе и на БПЛА.6. A multi-rotor unmanned aerial vehicle comprising a hull, beams with engines and propellers, a battery, voltage contacts and landing gear made movable, having a “ground” position, in which the landing gear is mounted vertically down, and a “flight” position, in which the chassis are spaced as far as possible to the sides, characterized in that the chassis additionally has a “take-off / landing” position, in which the chassis is brought down to the center with the formation of a pyramid facing downward, as well as the “position on the landing platform” position, in which the chassis is spread apart until the lower the surface of the landing platform and preloading electrical contacts on the landing platform and on the UAV. 7. Многовинтовой беспилотный летательный аппарат, содержащий корпус, лучи с двигателями и воздушными винтами, аккумулятор, контакты для подачи напряжения и шасси, выполненные подвижными, имеющие положение «на земле», при котором шасси установлены вертикально вниз, «полетное» положение, при котором шасси разнесены максимально в стороны, отличающийся тем, что шасси дополнительно имеют положение «взлета/посадки», при котором шасси сведены вниз к центру с образованием обращенной вниз усеченной пирамиды, а также положение «нахождения на посадочной платформе», при которой шасси раздвинуты до касания нижней поверхности посадочной платформы и поджатия ими электрических контактов, находящихся на посадочной платформе и на БПЛА.7. A multi-rotor unmanned aerial vehicle comprising a hull, beams with engines and propellers, a battery, contacts for supplying voltage and a chassis made movable, having a “on the ground” position, in which the landing gear is mounted vertically down, a “flight” position, in which the chassis are spaced as far as possible, characterized in that the chassis additionally has a “take-off / landing” position, in which the chassis is brought down to the center with the formation of a truncated pyramid facing downward, as well as a “position on the landing platform” position, in which the chassis is spread apart until it touches the lower surface of the landing platform and preloading electrical contacts located on the landing platform and on the UAV. 8. Многовинтовой беспилотный летательный аппарат по п. 6 или 7, отличающийся тем, что контакты для подачи напряжения, установленные на упругом основании, расположены на корпусе над осевой линией шасси, при их полетном положении.8. A multi-rotor unmanned aerial vehicle according to claim 6 or 7, characterized in that the voltage supply contacts mounted on the elastic base are located on the body above the axial line of the landing gear when in flight position. 9. Многовинтовой беспилотный летательный аппарат по п. 6 или 7, отличающийся тем, что контакты для подачи напряжения, установленные на упругом основании, расположены на лучах над осевой линией шасси, при их полетном положении.9. A multi-rotor unmanned aerial vehicle according to claim 6 or 7, characterized in that the voltage contacts mounted on an elastic base are located on the beams above the axial line of the landing gear when they are in flight position. 10. Многовинтовой беспилотный летательный аппарат по п. 6 или 7, отличающийся тем, что контакты для подачи зарядного напряжения расположены на корпусе на линии контакта со сторонами посадочной платформы в положении посадки.10. A multi-rotor unmanned aerial vehicle according to claim 6 or 7, characterized in that the contacts for supplying charging voltage are located on the housing on the line of contact with the sides of the landing platform in the landing position.
RU2019113393A 2019-04-29 2019-04-29 Automatic station for charging and servicing of unmanned aerial vehicles and unmanned aerial vehicle operating therewith RU2721048C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019113393A RU2721048C1 (en) 2019-04-29 2019-04-29 Automatic station for charging and servicing of unmanned aerial vehicles and unmanned aerial vehicle operating therewith

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019113393A RU2721048C1 (en) 2019-04-29 2019-04-29 Automatic station for charging and servicing of unmanned aerial vehicles and unmanned aerial vehicle operating therewith

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2721048C1 true RU2721048C1 (en) 2020-05-15

Family

ID=70735112

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019113393A RU2721048C1 (en) 2019-04-29 2019-04-29 Automatic station for charging and servicing of unmanned aerial vehicles and unmanned aerial vehicle operating therewith

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2721048C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2739636C1 (en) * 2020-07-14 2020-12-28 Автономная некоммерческая организация высшего образования "Университет Иннополис" Method of landing of an uav on a landing platform
RU2746538C1 (en) * 2020-05-19 2021-04-15 Автономная некоммерческая организация высшего образования "Университет Иннополис" Landing platform for vertical take-off and landing of uavs
RU2770506C1 (en) * 2021-04-30 2022-04-18 Автономная некоммерческая организация высшего образования «Университет Иннополис» Landing pad for multi-rotor vtol uav (options)
RU2780255C1 (en) * 2021-12-29 2022-09-21 Автономная некоммерческая организация высшего образования "Университет Иннополис" Method for landing a multi-rotor vtol uav and devices for its implementation
WO2023004486A1 (en) * 2021-07-29 2023-02-02 Общество с ограниченной ответственностью "Кропфлит" Automated drone servicing station

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160039541A1 (en) * 2014-08-06 2016-02-11 Disney Enterprises, Inc. Robust and autonomous docking and recharging of quadrotors
RU2593207C1 (en) * 2015-06-23 2016-08-10 Общество с ограниченной ответственностью "СТИЛСОФТ" Method for charging accumulator batteries of unmanned aerial vehicles
US20160257424A1 (en) * 2013-10-21 2016-09-08 Kespry, Inc. Systems and methods for unmanned aerial vehicle landing
US9440545B2 (en) * 2014-08-08 2016-09-13 SZ DJI Technology Co., Ltd Systems and methods for UAV battery exchange
WO2018039784A1 (en) * 2016-09-01 2018-03-08 Strobel Armin Ducted fan unmanned aerial vehicle docking station
US20180354649A1 (en) * 2017-03-08 2018-12-13 Mesa Digital, Llc Drone recovery system

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160257424A1 (en) * 2013-10-21 2016-09-08 Kespry, Inc. Systems and methods for unmanned aerial vehicle landing
US20160039541A1 (en) * 2014-08-06 2016-02-11 Disney Enterprises, Inc. Robust and autonomous docking and recharging of quadrotors
US9440545B2 (en) * 2014-08-08 2016-09-13 SZ DJI Technology Co., Ltd Systems and methods for UAV battery exchange
RU2593207C1 (en) * 2015-06-23 2016-08-10 Общество с ограниченной ответственностью "СТИЛСОФТ" Method for charging accumulator batteries of unmanned aerial vehicles
WO2018039784A1 (en) * 2016-09-01 2018-03-08 Strobel Armin Ducted fan unmanned aerial vehicle docking station
US20180354649A1 (en) * 2017-03-08 2018-12-13 Mesa Digital, Llc Drone recovery system

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2746538C1 (en) * 2020-05-19 2021-04-15 Автономная некоммерческая организация высшего образования "Университет Иннополис" Landing platform for vertical take-off and landing of uavs
RU2739636C1 (en) * 2020-07-14 2020-12-28 Автономная некоммерческая организация высшего образования "Университет Иннополис" Method of landing of an uav on a landing platform
RU2770506C1 (en) * 2021-04-30 2022-04-18 Автономная некоммерческая организация высшего образования «Университет Иннополис» Landing pad for multi-rotor vtol uav (options)
WO2023004486A1 (en) * 2021-07-29 2023-02-02 Общество с ограниченной ответственностью "Кропфлит" Automated drone servicing station
RU2780255C1 (en) * 2021-12-29 2022-09-21 Автономная некоммерческая организация высшего образования "Университет Иннополис" Method for landing a multi-rotor vtol uav and devices for its implementation
RU2792974C1 (en) * 2022-04-01 2023-03-28 Автономная некоммерческая организация высшего образования "Университет Иннополис" Method and device for autonomous landing of unmanned aerial vehicle
RU217012U1 (en) * 2022-12-13 2023-03-14 Автономная некоммерческая организация высшего образования "Университет Иннополис" PORTABLE UAV LANDING DEVICE
RU2821204C1 (en) * 2023-05-02 2024-06-18 Автономная некоммерческая организация высшего образования "Университет Иннополис" Automatic unmanned aerial vehicles charging and servicing station

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2721048C1 (en) Automatic station for charging and servicing of unmanned aerial vehicles and unmanned aerial vehicle operating therewith
US10953999B2 (en) Unmanned aerial vehicle docking system
CN105391155B (en) A kind of unmanned plane inspection base station
US20240166366A1 (en) Automated Docking Of Unmanned Aerial Vehicle
KR102394878B1 (en) Drone station device with the function of an automatic taking off and landing and battery charging
US10611252B2 (en) Systems and methods for UAV battery power backup
US9577445B2 (en) Vehicle replenishment
CN113247289B (en) Automatic recovery of VTOL fixed wing unmanned aerial vehicle machine nest that charges
CA3121486C (en) Ducted fan unmanned aerial vehicle docking station
CN110944909B (en) Rotorcraft
CN106715265A (en) Landing platform for unmanned aerial vehicle
KR20190125130A (en) The drone docking station vehicle configured to automatically take off, landing and charging the drones in the vehicle
US20230058615A1 (en) Landing platform and system for positioning and aligning aerial vehicle on it
WO2020181329A1 (en) Active docking station for high-reliability landing and storage of uavs
CN113443160A (en) Unmanned aerial vehicle landing device and control method
KR20200015064A (en) VTOL Landing apparatus of pole type
RU2666975C1 (en) System of landing of unmanned aerial vehicle and landing vehicle of vertical take-off and landing
RU2821204C1 (en) Automatic unmanned aerial vehicles charging and servicing station
CN114056590A (en) Unmanned aerial vehicle landing position control method and system
CN114647253B (en) Unmanned aerial vehicle light-shielding landing method, unmanned aerial vehicle landing platform, unmanned aerial vehicle hangar and building
KR102559909B1 (en) Unmanned aerial vehicle station
RU2770506C1 (en) Landing pad for multi-rotor vtol uav (options)
WO2022201142A1 (en) An aerial vehicle also capable of moving on inclined surfaces
CN117508703A (en) Intelligent landing platform and machine library thereof

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20200921

Effective date: 20200921

QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20210802

Effective date: 20210802