RU2816463C1 - Modular drone - Google Patents

Modular drone Download PDF

Info

Publication number
RU2816463C1
RU2816463C1 RU2023104919A RU2023104919A RU2816463C1 RU 2816463 C1 RU2816463 C1 RU 2816463C1 RU 2023104919 A RU2023104919 A RU 2023104919A RU 2023104919 A RU2023104919 A RU 2023104919A RU 2816463 C1 RU2816463 C1 RU 2816463C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
frame
unmanned aerial
aerial vehicle
modular
vehicle according
Prior art date
Application number
RU2023104919A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Кристина Игоревна Петрова
Максим Игоревич Астахов
Кирилл Владимирович Кладов
Екатерина Юрьевна Говязина
Андрей Игоревич Троцкий
Алексей Германович Максимов
Артемий Михайлович Чистяков
Кристина Михайловна Огурцова
Дмитрий Сергеевич Слуцкий
Александр Евгеньевич Слиньков
Илья Сергеевич Гусаров
Илья Сергеевич Повница
Евгений Владимирович Мамаев
Николай Николаевич Евстигнеев
Original Assignee
Кристина Игоревна Петрова
Максим Игоревич Астахов
Кирилл Владимирович Кладов
Екатерина Юрьевна Говязина
Алексей Германович Максимов
Александр Евгеньевич Слиньков
Евгений Владимирович Мамаев
Filing date
Publication date
Application filed by Кристина Игоревна Петрова, Максим Игоревич Астахов, Кирилл Владимирович Кладов, Екатерина Юрьевна Говязина, Алексей Германович Максимов, Александр Евгеньевич Слиньков, Евгений Владимирович Мамаев filed Critical Кристина Игоревна Петрова
Application granted granted Critical
Publication of RU2816463C1 publication Critical patent/RU2816463C1/en

Links

Abstract

FIELD: aviation.
SUBSTANCE: modular drone comprises a frame, a body and a chassis. Frame is formed by connection of modules of left, right and central elements along three axes with Y axes scheme, note here that every frame element can accommodate one or two motors and propellers, their total number being divisible by three. Housing comprises three modules, top, bottom and central parts, connected to the frame and to each other. Central part contains microelectronic microprocessor equipment made in the form of a single unit with possibility of its replacement. Lower part contains at least a storage battery. Chassis is made in the form of at least two supports.
EFFECT: increased power and functionality of the apparatus is provided due to the possibility of replacing individual modules and increasing the number of electric motors and propellers.
9 cl, 9 dwg

Description

Изобретение относится к винтокрылым беспилотным летательным аппаратам (БПЛА) с двумя и более винтами, а именно винтокрылым БПЛА с модульным исполнением конструкции аппарата.The invention relates to rotary-wing unmanned aerial vehicles (UAVs) with two or more propellers, namely rotary-wing UAVs with a modular design of the device.

Развитие беспилотных летальных аппаратов характеризуется высокой динамичностью - новые решения, как в области конструктивного исполнения и систем управления, так и в области применения, появляются многократно быстрее, нежели в области пилотируемых летательных аппаратов. Такой рост изобретательской активности и последующей постановки на производство обусловлен развитием микроэлектроники и систем связи, а также благодаря революционным достижениям в области материаловедения, которые позволили облегчить конструкции аппаратов. Научно-техническое развитие в этих областях помогло создать востребованные на рынке беспилотные аппараты. Наиболее бурный рост начался во второй половине 2000-х годов в направлении «коптеров», то есть винтокрылых аппаратов с различными вариантами схем по количеству осей. После появления на рынке линейки аппаратов компании MikroKopter, направление стало стремительно развиваться, став параллельной ветвью развития беспилотных аппаратов относительно аппаратов самолетного типа.The development of unmanned aerial vehicles is characterized by high dynamism - new solutions, both in the field of design and control systems, and in the field of application, appear many times faster than in the field of manned aircraft. This growth in inventive activity and subsequent production is due to the development of microelectronics and communication systems, as well as thanks to revolutionary advances in the field of materials science, which have made it possible to simplify the design of devices. Scientific and technological developments in these areas have helped create unmanned vehicles that are in demand on the market. The most rapid growth began in the second half of the 2000s in the direction of “copters”, that is, rotary-wing vehicles with various options for the number of axes. After the MikroKopter line of devices appeared on the market, the direction began to develop rapidly, becoming a parallel branch of the development of unmanned vehicles relative to aircraft-type devices.

Из уровня техники известно множество винтокрылых беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), область применения таких аппаратов достаточно широка. Это могут быть задачи связанные с наблюдением и мониторингом, произведением замеров, переноской грузов, видео фиксацией и т.д. Традиционно, подобные типы аппаратов являются дистанционно пилотируемыми. [Беспилотный летательный аппарат (бпла), классификация, Каршов Р.С., Проблемы современной науки и образования Номер: 11 (53) год: 2016 страницы: 38-40]. Однако существуют и решения, работающие автономно, по заданной программе, без участия оператора.There are many rotary-wing unmanned aerial vehicles (UAVs) known from the state of the art; the scope of application of such devices is quite wide. These may be tasks related to observation and monitoring, taking measurements, carrying loads, video recording, etc. Traditionally, these types of devices are remotely piloted. [Unmanned aerial vehicle (UAV), classification, Karshov R.S., Problems of modern science and education Number: 11 (53) year: 2016 pages: 38-40]. However, there are also solutions that work autonomously, according to a given program, without operator participation.

В рамках развития БПЛА, исходя из проблематики обеспечения многофункциональности, улучшения сервисных характеристик и повышения возможности модернизаций в зависимости от выполняемых задач или среды, в которой БПЛА придется выполнять задачи, активно развивается направление модульного исполнения конструкции БПЛА.As part of the development of UAVs, based on the issues of ensuring multifunctionality, improving service characteristics and increasing the possibility of upgrades depending on the tasks performed or the environment in which the UAV will have to perform tasks, the direction of modular design of the UAV design is actively developing.

Это подтверждается в том числе известными из уровня техники решениями. Например, в патенте на полезную модель [CN 217456330 U, опубликовано 20.09.2022] представлено модульное решение, позволяющее модифицировать БПЛА, придавая ему характерные свойства аппаратов самолетного типа и(или) винтокрылых аппаратов путем вариативного присоединения/отсоединения «крыльев» с винтами. Путем присоединения одних элементов аппарата и отсоединения других осуществляется преобразование между тремя типами аппаратов.This is confirmed, among other things, by solutions known from the prior art. For example, the utility model patent [CN 217456330 U, published September 20, 2022] presents a modular solution that allows you to modify a UAV, giving it the characteristic properties of aircraft-type devices and (or) rotorcraft by variably attaching/detaching “wings” with propellers. By connecting some elements of the device and disconnecting others, a transformation is carried out between the three types of devices.

Однако наиболее глубоко проработкам вопрос модульного исполнения именно у аппаратов вертикального взлета и посадки винтокрылого типа. Количество известных решений очень велико, например, широкую популярность на рынке игровых и развлекательных товаров обрел модульный БПЛА Airblock, который представляет собой сотовую конструкцию, все модули которой изготовлены из экстрадированного пенополистирола. К центральному электронному блоку с помощью магнитных защелок крепятся от двух до шести моторных блоков с установленными на двигателях красными и черными пропеллерами. При сборке эти узлы нужно чередовать. Данный аппарат содержит: основной блок летательного аппарата, основной корпус и материнскую плату управления, размещенную в основном корпусе, при этом на основном корпусе предусмотрены магниты и дополнительно предусмотрены пазы соединения и множество роторных систем, при этом каждая из множества роторных систем содержит второй магнит, роторный механизм и защитный кожух ротора, который имеет полую кольцевую конструкцию и закреплен снаружи роторного механизма, при этом второй магнитный носитель прикрепленный к защитной крышке ротора и притягивающий первый магнит, а штифт, соответствующий прорези, дополнительно предусмотрен на защитной крышке ротора, при этом роторная система расположена на основном узле летательного аппарата и электрически соединена с ним посредством взаимодействия штифта с прорезью, а также прикреплена к основному узлу летательного аппарата за счет силы магнитного поля между первым магнитным носителем и вторым магнитным носителем. [WO2017197602, опубликовано 23.11.2017]. Данное решение является весьма интересным, однако относится к игрушкам, а масштабирование конструкции затруднительно.However, the issue of modular design has been studied most thoroughly in rotary-wing vertical take-off and landing vehicles. The number of well-known solutions is very large, for example, the modular Airblock UAV, which is a honeycomb structure, all modules of which are made of extruded polystyrene foam, has gained wide popularity in the gaming and entertainment goods market. From two to six motor units with red and black propellers mounted on the engines are attached to the central electronic unit using magnetic latches. During assembly, these units must be alternated. This apparatus contains: a main unit of an aircraft, a main body and a control motherboard located in the main body, wherein magnets are provided on the main body and additionally provided are connection grooves and a plurality of rotor systems, wherein each of the plurality of rotor systems contains a second magnet, a rotor mechanism and a rotor protective casing, which has a hollow ring structure and is fixed on the outside of the rotor mechanism, wherein a second magnetic carrier is attached to the rotor protective cover and attracts the first magnet, and a pin corresponding to the slot is further provided on the rotor protective cover, wherein the rotor system is located on the main assembly of the aircraft and electrically coupled thereto by pin-slot interaction, and also attached to the main assembly of the aircraft by a magnetic field force between the first magnetic medium and the second magnetic medium. [WO2017197602, published 11/23/2017]. This solution is very interesting, but it relates to toys, and scaling the design is difficult.

Известен беспилотный тандемный двухвинтовой летательный аппарат для транспортировки грузов [US 20210163126 A1, опубликовано 03.06.2021], включающий две роторные системы, каждая из которых содержит систему управления и двигатель, приводящий в действие множество лопастей несущего винта. Роторные системы соединены между собой корпусом, который представляет собой трубу или несколько трубок, расположенных в ряд, обеспечивающую жесткость по продольной оси конструкции и прочность. Корпус, соединяющий роторные системы, допускает крутящий момент только на одной оси, вдоль центральной линии расположения роторных систем. Этот допуск на скручивание позволяет системам переднего и заднего несущих винтов вращаться таким образом, что передний и задний несущие винты могут поворачиваться на несколько градусов независимо друг от друга. Это позволяет упростить конструкцию летательного аппарата, повысить прочность без утяжеления и без использования сборных фюзеляжей или рам традиционной конструкции летательного аппарата. Конструкция соединительного корпуса, либо несущие системы могут включать в себя убирающиеся или фиксированные шасси. Роторные системы выполнены модульными, чтобы их можно было разместить на конструкции корпуса разной длины. Это позволяет увеличивать или уменьшать размер летательного аппарата в соответствии с конкретными потребностями применения.An unmanned tandem twin-rotor aircraft for transporting cargo is known [US 20210163126 A1, published 06/03/2021], including two rotor systems, each of which contains a control system and an engine driving a plurality of rotor blades. The rotor systems are interconnected by a housing, which is a pipe or several tubes arranged in a row, providing rigidity along the longitudinal axis of the structure and strength. The housing connecting the rotor systems allows torque on only one axis, along the centerline of the rotor systems. This torsion allowance allows the front and rear rotor systems to rotate such that the front and rear rotors can rotate several degrees independently of each other. This makes it possible to simplify the design of the aircraft, increase strength without adding weight and without the use of prefabricated fuselages or frames of traditional aircraft design. The connecting body design or supporting systems may include retractable or fixed chassis. The rotor systems are designed to be modular so that they can be accommodated on hull structures of varying lengths. This allows the size of the aircraft to be increased or decreased to suit specific application needs.

Известен модульный беспилотный летательный аппарат [RU 182586, опубликовано 23.08.2018], выполненный из разъемных плат, соединенных между собой межплатными соединителями с фиксацией и включающих блок управления с основанием в виде платы управления, плату двигателей, расположенную под платой управления, и плату полезной нагрузки, расположенную под платой управления. Платы выполнены осесимметричными, а установка межплатных соединителей на всех платах и двигателей на плате двигателей осуществлена с соблюдением вращательной симметрии, причем соединители для подключения аккумуляторных батарей и внешних управляющих сигналов выполнены соединенными с платой управления через плату двигателей или непосредственно на плате двигателей. Конструкция предложенной модульной БПЛА платформы отличается отсутствием отдельной рамы аппарата, отдельного набора электрических компонентов, модулей и проводки для сборки и монтажа посредством пайки. Вся конструкция выполнена в виде многослойных печатных плат, а платы одновременно являются и силовой несущей конструкцией и содержат в себе электронную схему. Конструкция отличается универсальной модульностью, так как все платы взаимозаменяемы.A modular unmanned aerial vehicle [RU 182586, published on August 23, 2018] is known, made of detachable boards interconnected by board-to-board connectors with locking and including a control unit with a base in the form of a control board, a motor board located under the control board, and a payload board located under the control board. The boards are made axisymmetric, and the installation of inter-board connectors on all boards and motors on the motor board is carried out in compliance with rotational symmetry, and the connectors for connecting batteries and external control signals are connected to the control board through the motor board or directly on the motor board. The design of the proposed modular UAV platform is characterized by the absence of a separate frame of the device, a separate set of electrical components, modules and wiring for assembly and installation by soldering. The entire structure is made in the form of multilayer printed circuit boards, and the boards are both a power supporting structure and contain an electronic circuit. The design is characterized by universal modularity, since all boards are interchangeable.

Известно беспилотное транспортное средство с аккумуляторным питанием, которое можно переконфигурировать для разных целей [US20210001700A1, опубликовано 07.01.2021]. Квадроторный БПЛА включает усиленный несущий корпус со встроенной батареей (аккумуляторный модуль), два плеча на несущем корпусе, каждое из которых имеет два ротора, модуль управления, установленный на несущем корпусе, модуль полезной нагрузки, установленный на модуле управления, и шасси. Аккумуляторный модуль представляет собой конструкцию, сконфигурированную качестве основного корпуса транспортного средства, включает в себя цилиндрическую конструкцию из углеродных трубок и содержит множество взаимосвязанных стопок последовательно расположенных элементов литиевой батареи, образующих аккумуляторный блок из одной или нескольких батарей, и контроллер батареи. Цилиндрическая форма корпуса обеспечивает высокую прочность и жесткость. Плечи выполнены с возможностью подключения к любому из двух боковых разъемов корпуса. Модуль управления крепится к двум ручкам на корпусе с помощью крюка и защелки на продольных концах модуля управления и корпуса. Модуль полезной нагрузки крепится к переднему концу модуля управления. Благодаря расположению модуля управления над корпусом, а также тому, что корпус защищает модуль управления от высоких нагрузок, повышается долговечность модуля управления, и он не требует собственной жесткой конструкции. Модуль полезной нагрузки прикрепляется к переднему концу модуля управления.A battery-powered unmanned vehicle is known that can be reconfigured for different purposes [US20210001700A1, published 01/07/2021]. The quad-rotor UAV includes a reinforced supporting body with a built-in battery (battery module), two arms on the supporting body, each of which has two rotors, a control module mounted on the supporting body, a payload module mounted on the control module, and a landing gear. The battery module is a structure configured as a main body of a vehicle, includes a cylindrical carbon tube structure, and contains a plurality of interconnected stacks of lithium battery cells arranged in series forming a battery pack of one or more batteries, and a battery controller. The cylindrical shape of the body ensures high strength and rigidity. The arms are designed to be connected to any of the two side connectors of the housing. The control module is secured to two handles on the chassis using a hook and latch on the longitudinal ends of the control module and housing. The payload module is attached to the front end of the control module. By positioning the control module above the housing, and because the housing protects the control module from high loads, the durability of the control module is increased and it does not require its own rigid structure. The payload module is attached to the front end of the control module.

В источнике [Reconfigurable Drone System for Transportation of Parcels With Variable Mass and Size; IEEE Robotics and Automation Letters (Volume: 7, Issue: 4, October 2022) DOI: 10.1109/LRA.2022.3208716] приведен реконфигурируемый беспилотник на основе модульной конструкции. Дрон состоит из восьми силовых модулей и одного вычислительного модуля, прикрепленных к посылке. Силовые модули прикреплены попарно (один перед другим) для создания симметричной морфологии планера октокоптера. Посылка имитируется блоком пенополистирола (100 х 25 х 8 см) весом 420 грамм. Двигательный модуль включает в себя один двигатель, пропеллер, батарею и электронику для управления двигателем. Модуль может быть увеличен в несколько раз, чтобы достичь требований по подъему перевозимой посылки. Вычислительный модуль - это мозг системы, который управляет всеми подключенными модулями через кабели. В этом решении посылка становится корпусом дрона-мультикоптера.In the source [Reconfigurable Drone System for Transportation of Parcels With Variable Mass and Size; IEEE Robotics and Automation Letters (Volume: 7, Issue: 4, October 2022) DOI: 10.1109/LRA.2022.3208716] presents a reconfigurable drone based on a modular design. The drone consists of eight power modules and one computing module attached to the package. The power modules are attached in pairs (one in front of the other) to create a symmetrical morphology of the octocopter airframe. The parcel is simulated by a block of polystyrene foam (100 x 25 x 8 cm) weighing 420 grams. The propulsion module includes one motor, a propeller, a battery and electronics to control the motor. The module can be increased several times to meet the lifting requirements of the transported parcel. The computing module is the brain of the system, which controls all connected modules via cables. In this solution, the package becomes the body of a multicopter drone.

В качестве прототипа рассматривается техническое решение, известное из патента [US 20180022451, опубликовано 25.01.2018]. Настоящая концепция изобретения обеспечивает беспилотный летательный аппарат, имеющий съемные составные элементы, которые легко заменяются при повреждении. Данный беспилотный летательный аппарат выполнен со съемным манипулятором. В соответствии с воплощением концепции настоящего изобретения, даже когда винтокрыл, аккумулятор, двигатель или рычаг повреждены, поврежденная деталь может быть легко заменена без разборки или пайки. В беспилотных летательных аппаратах в соответствии с различными вариантами осуществления, поскольку блок манипулятора сконфигурирован так, чтобы его можно было отсоединить от основного корпуса, когда блок манипулятора поврежден или сломан в результате падения или внешнего удара, блок манипулятора может быть заменен. Аналогично может быть заменен аккумуляторный блок, или основной корпус.The technical solution known from the patent [US 20180022451, published 01/25/2018] is considered as a prototype. The present inventive concept provides an unmanned aerial vehicle having removable components that are easily replaced if damaged. This unmanned aerial vehicle is made with a removable manipulator. According to an embodiment of the concept of the present invention, even when the rotorcraft, battery, motor or lever is damaged, the damaged part can be easily replaced without disassembling or soldering. In unmanned aerial vehicles according to various embodiments, since the manipulator unit is configured to be detachable from the main body, when the manipulator unit is damaged or broken due to a fall or external impact, the manipulator unit can be replaced. Similarly, the battery pack or main body can be replaced.

В качестве критики известного технического уровня, и в частности прототипа, необходимо отметить существенный недостаток, обусловленный выстраиванием модульной конструкции вокруг основного корпуса, без использования какой-либо рамы, относительно которой можно осуществлять монтаж всех модульных элементов.As a criticism of the known technical level, and in particular of the prototype, it is necessary to note a significant drawback caused by building a modular structure around the main body, without using any frame against which all modular elements can be mounted.

Проблематика, в области которой предлагается представленное далее изобретение - это необходимость упрощения работ с модернизацией или ремонтом БПЛА модульного исполнения, а также создание потенциала увеличения мощности или тяги за счет модернизации по принципу модульной сборки в части мощности за счет увеличения количества винтов без изменений габаритных характеристик аппарата.The problem in the area of which the invention presented below is proposed is the need to simplify work with the modernization or repair of modular UAVs, as well as creating the potential to increase power or thrust through modernization based on the principle of modular assembly in terms of power by increasing the number of propellers without changing the overall characteristics of the device .

Техническим результатом изобретения является создание модульного многофункционального БПЛА с составной рамной конструкцией, а также возможность изменения количества винтов.The technical result of the invention is the creation of a modular multifunctional UAV with a composite frame structure, as well as the ability to change the number of propellers.

Для достижения технического результата решаются следующие задачи: обеспечение модульного принципа конструкции аппарата с возможностью замены отдельных основных модулей или подключения дополнительных различных функциональных модулей; обеспечение увеличения мощности аппарата за счет дополнительных электродвигателей и винтов.To achieve a technical result, the following tasks are solved: ensuring a modular design principle of the device with the ability to replace individual main modules or connect additional various functional modules; ensuring an increase in the power of the device due to additional electric motors and propellers.

Технический результат достигается следующим образом:The technical result is achieved as follows:

Модульный беспилотный летательный аппарат типа коптер, выполненный по трехосевой схеме, со схемой осей Y, включает вращающие винты, электродвигатели, корпус, аккумуляторную батарею и имеет разделение конструкции по модулям: левый элемент рамы, правый элемент рамы, центральный элемент рамы, нижняя часть корпуса, которая в свою очередь может быть выполнена в виде единого модуля или включать не менее двух отдельных модулей, одним из которых является аккумуляторная батарея, центральная часть корпуса, верхняя часть корпуса электродвигатели и винты. Каждый из модулей может быть заменен по отдельности при необходимости модификации или проведения ремонтных или сервисных работ, каждый из модулей-элементов рамы включает интегрированный элемент конструкции для размещения винта и электродвигателя. Нижняя, верхняя и центральная часть корпуса при монтаже соединяются с рамой и между собой. В каждый элемент рамы может включать один или два винта для изменения тяги аппарата, таким образом, что общее количество винтов аппарата кратно трем. А на фронтальной части аппарата опционально можно расположить или не располагать внешний дополнительный функциональный модуль с подвесным оборудованием.A modular unmanned aerial vehicle of the copter type, made according to a three-axis scheme, with a Y-axis diagram, includes rotating propellers, electric motors, a body, a battery and has a structure divided into modules: left frame element, right frame element, central frame element, lower part of the body, which in turn can be made in the form of a single module or include at least two separate modules, one of which is the battery, the central part of the housing, the upper part of the housing, electric motors and screws. Each of the modules can be replaced individually if modification or repair or service work is necessary; each of the frame element modules includes an integrated structural element to accommodate the propeller and electric motor. The lower, upper and central parts of the housing are connected to the frame and to each other during installation. Each frame element may include one or two screws to change the thrust of the device, such that the total number of screws of the device is a multiple of three. And on the front part of the device, you can optionally place or not place an external additional functional module with hanging equipment.

На фигуре 1 приведен общий вид (эскиз) модульного беспилотного летательного аппарата, где:Figure 1 shows a general view (sketch) of a modular unmanned aerial vehicle, where:

1 - Кожух.1 - Casing.

2 - Винт.2 - Screw.

3 - Правый элемент рамы.3 - Right frame element.

4 - Верхний модуль корпусной части.4 - Upper module of the body part.

5 - Центральный модуль корпусной части.5 - Central module of the body part.

6 - Нижний модуль корпусной части.6 - Lower module of the body part.

7 - Шасси.7 - Chassis.

Для иллюстрации основного принципа модульной сборки разделенного на модули аппарата приведены фигуры 2-7, где изображены модули по отдельности, без наполнения оборудованием (приборами, датчиками, элементами соединения и фурнитурой).To illustrate the basic principle of modular assembly of an apparatus divided into modules, Figures 2-7 are shown, which show the modules separately, without filling them with equipment (devices, sensors, connection elements and fittings).

Фигуры 2, 3, 4 иллюстрируют левый, правый и центральный элемент рамы с интегрированными элементами конструкции для размещения винта и электродвигателя. Каждый из этих элементов является отдельным модулем.Figures 2, 3, 4 illustrate the left, right and center frame member with integrated components to accommodate the propeller and motor. Each of these elements is a separate module.

Фигура 5 иллюстрирует модуль - нижняя часть корпуса.Figure 5 illustrates the module - the lower part of the housing.

Фигура 6 иллюстрирует модуль - верхняя часть корпуса.Figure 6 illustrates the module - the upper part of the housing.

Фигура 7 иллюстрирует модуль - центральная часть корпуса.Figure 7 illustrates the module - the central part of the housing.

Пример расположения внешнего конфигурируемого подвесного модуля изображен на фигуре 8, где:An example of the location of an external configurable pendant module is shown in Figure 8, where:

А - модульный беспилотный летательный аппарат;A - modular unmanned aerial vehicle;

Б - закрепленный с фронтальной стороны аппарата внешний функциональный модуль.B - external functional module attached to the front side of the device.

Фигуру 8 дополняет изображение прототипа аппарата на фигуре 9 с элементами для крепления и подключения внешних функциональных модулей.Figure 8 is complemented by an image of a prototype device in Figure 9 with elements for attaching and connecting external functional modules.

Модульный беспилотный летательный аппарат устроен следующим образом.The modular unmanned aerial vehicle is designed as follows.

Модульный беспилотный летательный аппарат типа коптер, выполнен по трехосевой схеме, со схемой осей Y. Рамная конструкция, улучшающая прочностные и эксплуатационные характеристики, а также исключающая риск выхода из строя аппарата из-за потери одного из модулей вследствие поломки элементов крепления является составной. Наличие единой жесткой рамы не только утяжелило бы конструкцию аппарата, но и затруднило бы ремонтные или модификационные работы ввиду необходимости рассоединения всех модулей в случае необходимости замены такой рамы. Таким образом рама образуется соединением модулей левый (фиг. 2), правый (поз.3, а также фиг. 3) и центральный элемент рамы (фиг. 4) с интегрированными элементами конструкции для размещения винта и электродвигателя. В качестве интегрированного элемента конструкции для размещения винта и электродвигателя выступает кожух, неразъемно соединенный с направляющими. При соединении направляющих между собой основа конструкции рамы приобретает форму незамкнутого треугольника, то есть форму «V», с тремя тяговыми винтами на углах. А общая конструкция рамы представляет собой соединенные воедино все кожухи и направляющие. Кожух, как составляющая часть каждого элемента рамы также сам по себе сконструирован по принципу модульности, состоит из двух неразъемных частей и одного разъемного. Неразъемные элементы это оболочка кожуха со стойками (лучами) и посадочное гнездо под двигатель. Посадочное гнездо имеет внутреннюю резьбу для ввинчивания посадочного стакана двигателя, являющегося разъемным элементом кожуха. Данное решение позволяет при выходе из строя одного из двигателей, заменить только этот двигатель не меня весь элемент (кожух) полностью.A modular unmanned aerial vehicle of the copter type is made according to a three-axis scheme, with a Y-axis diagram. The frame structure, which improves strength and performance characteristics, and also eliminates the risk of failure of the device due to the loss of one of the modules due to the breakdown of fastening elements, is composite. The presence of a single rigid frame would not only make the structure of the device heavier, but would also complicate repair or modification work due to the need to disconnect all modules if it is necessary to replace such a frame. Thus, the frame is formed by connecting the modules left (Fig. 2), right (item 3, as well as Fig. 3) and the central element of the frame (Fig. 4) with integrated structural elements for accommodating the propeller and electric motor. The casing, integrally connected to the guides, serves as an integrated structural element for housing the propeller and electric motor. When the guides are connected to each other, the base of the frame structure takes the shape of an open triangle, that is, a “V” shape, with three traction screws at the corners. And the overall design of the frame consists of all the casings and guides connected together. The casing, as an integral part of each frame element, is also itself designed according to the principle of modularity, consisting of two one-piece parts and one detachable one. The one-piece elements are the casing shell with the struts (beams) and the mounting socket for the engine. The mounting socket has an internal thread for screwing in the engine mounting cup, which is a detachable element of the casing. This solution allows, if one of the engines fails, to replace only this engine, not the entire element (casing) completely.

Каждый модуль-элемент рамы, включающий интегрированный элемент конструкции для размещения электродвигателя и винта - посадочное гнездо, может быть выполнен как с размещением одного электродвигателя и одного винта, так и с размещением двух электродвигателей и двух винтов. Для чего соответственно в посадочное гнездо устанавливается один или два посадочных стакана. В случае установки двух посадочных стаканов, они устанавливаются сверху и снизу относительно лучей, соединяющих оболочку кожуха с посадочным гнездом. При этом при в двух различных исполнениях также отличным будет являться и габаритное исполнение кожуха - для варианта исполнения с двумя винтами кожух будет выше для сохранения защитной функции и снижения риска прямого контакта вращающего винта с внешними предметами, а глубина посадочного гнезда будет больше. При решении задачи увеличения тяговой мощности аппарата производится единовременная замена всех трех элементов, включающих электродвигатели и винты, то есть исполнение модульного беспилотного летательного аппарата в целом возможно с тремя или шестью винтами. Для обеспечения стабильной аэродинамики модульного беспилотного летательного аппарата каждый из винтов как при схеме с тремя, там и при схеме с шестью винтами расположены в одной плоскости друг с другом.Each module-frame element, including an integrated structural element for accommodating an electric motor and a propeller - a mounting socket, can be configured to accommodate one electric motor and one propeller, or to accommodate two electric motors and two propellers. For this purpose, one or two landing cups are installed in the landing socket, respectively. In the case of installing two landing cups, they are installed above and below relative to the beams connecting the casing shell to the landing socket. At the same time, in two different versions, the overall design of the casing will also be excellent - for the version with two screws, the casing will be higher to maintain the protective function and reduce the risk of direct contact of the rotating screw with external objects, and the depth of the mounting socket will be greater. When solving the problem of increasing the traction power of the device, all three elements, including electric motors and propellers, are simultaneously replaced, that is, the design of a modular unmanned aerial vehicle as a whole is possible with three or six propellers. To ensure stable aerodynamics of a modular unmanned aerial vehicle, each of the propellers, both in the three-propeller configuration and in the six-propeller configuration, are located in the same plane with each other.

Корпус аппарата состоит из трех модулей: нижней (6), верхней (4) и центральной части (5). Центральная часть (5) выполнена по принципу открытого типа, то есть располагаемое на ней оборудование дополнительно не закрывается от воздействия внешней среды, однако нижняя (6) и верхняя (4) части корпуса выполняют роль верхней и нижней крышки, накрывая центральную часть снизу и сверху соответственно. Нижняя, верхняя и центральная часть корпуса при монтаже соединяются с рамой и между собой. При этом корпус как единый блок автономен относительно рамы при условии отсоединения крепления от рамы, что позволяет вынуть из рамы и вставить корпус обратно в раму в случае принципиальной смены задач выполняемых модульным БПЛА, то есть произвести замену корпуса со всем его наполнением на той же раме с винтами, или заменить корпус полностью или частично при поломке или повреждении. Верхняя часть корпуса (4) несет на себе оборудование связи и солнечную панель поддержки заряда при выполнении длительных миссий, каждый из этих элементов может быть заменен как без замены верхней части корпуса, так и в составе таковой как единого блока. Центральная часть (5) несет на себе микроэлектронное микропроцессорное оборудование анализа, принятия решений и управления модульным БПЛА, может отсоединяться и заменяться полностью как единый блок. Отдельные элементы центральной части (5), например, регуляторы скорости двигателей, накопители данных, цпу, приводы управления, датчики, могут заменяться отдельно без замены центральной части (5). Нижняя часть корпуса (6) несет на себе аккумуляторный блок и аппаратуру для выполнения задач модульного БПЛА, может заменяться отдельно от прочих модулей.The device body consists of three modules: lower (6), upper (4) and central part (5). The central part (5) is made according to the open type principle, that is, the equipment located on it is not additionally closed from the influence of the external environment, however, the lower (6) and upper (4) parts of the housing act as an upper and lower cover, covering the central part from below and from above respectively. The lower, upper and central parts of the housing are connected to the frame and to each other during installation. In this case, the body as a single unit is autonomous relative to the frame, provided that the fastening is disconnected from the frame, which allows you to remove the body from the frame and insert it back into the frame in the event of a fundamental change in the tasks performed by the modular UAV, that is, replace the body with all its contents on the same frame with screws, or replace the housing completely or partially if it is broken or damaged. The upper part of the body (4) carries communication equipment and a solar charge support panel when performing long missions; each of these elements can be replaced either without replacing the upper part of the body, or as part of it as a single unit. The central part (5) carries microelectronic microprocessor equipment for analysis, decision-making and control of the modular UAV; it can be detached and replaced completely as a single unit. Individual elements of the central part (5), for example, motor speed controllers, data storage devices, CPUs, control drives, sensors, can be replaced separately without replacing the central part (5). The lower part of the body (6) carries the battery pack and equipment for performing the tasks of a modular UAV; it can be replaced separately from other modules.

Аккумуляторный блок и аппаратура для выполнения задач способна заменяться также отдельно. Нижняя часть корпуса представляет из себя структурно также модульную конструкцию. Комплексно модуль-нижняя часть корпуса (6) прикрепляется к мостику и состыковывается с верхней часть корпуса, образуя непосредственно корпус, встраиваемый в раму. Структурно нижняя часть корпуса состоит из двух элементов: передний модуль нижней части корпуса размещает в себе оборудование; хвостовой модуль нижней части корпуса включает интегрированную аккумуляторную батарею, что позволяет производить замену батарей кассетно.The battery pack and equipment for performing tasks can also be replaced separately. The lower part of the body is also structurally modular. The complex module-lower part of the housing (6) is attached to the bridge and docked with the upper part of the housing, directly forming a housing built into the frame. Structurally, the lower part of the housing consists of two elements: the front module of the lower part of the housing houses the equipment; the tail module of the lower part of the body includes an integrated battery, which allows battery replacement by cassette.

Для обеспечения функционирования модульный беспилотный летательный аппарат имеет систему управления, для работы которой предусмотрен центральный процессор, соединенный с аккумуляторной батареей, радиодатчиком, лидарами, GPS или GLONASS оборудованием, с программируемой системой принятия решений, а также с парой подвижных поднимающихся шасси, расположенных справа и слева на корпусе.To ensure operation, a modular unmanned aerial vehicle has a control system, for the operation of which a central processor is provided, connected to a battery, radio sensor, lidars, GPS or GLONASS equipment, with a programmable decision-making system, as well as a pair of movable lifting landing gear located on the right and left on the body.

Подход разработки конструкции модульного БПЛА согласно изобретению распространяется на каждый элемент и узел. Шасси (7) выполнено в виде конструкции типа «лыжа», данное конструктивное выполнение посадочных опор исключают опрокидывание аппарата после его приземления на поверхность, которая может быть как горизонтальной, так и располагаться под малым наклоном. Помимо этого, подобная конструкция позволяет одновременно обеспечить увеличение площади контакта с поверхностью и интегрировать в конструкцию антенны передачи телеметрии, которые находятся в оптимальном положении при сложенном шасси.The design approach for a modular UAV according to the invention extends to every element and component. The landing gear (7) is made in the form of a “ski” type structure; this design of the landing supports prevents the device from tipping over after it lands on a surface, which can be either horizontal or located at a slight inclination. In addition, this design makes it possible to simultaneously increase the contact area with the surface and integrate telemetry transmission antennas into the design, which are in the optimal position when the chassis is folded.

Шасси (7) могут заменяться как единый узел, так и поэлементно: стойка шасси, поворотный механизм, привод управления.The chassis (7) can be replaced as a single unit or element by element: landing gear, rotating mechanism, control drive.

На фронтальной части аппарата опционально можно расположить или не располагать внешний дополнительный функциональный модуль с подвесным оборудованием. Дополнительный функциональный модуль с подвесным оборудованием (В) также является автономным узлом заменяемым при поломке. Дополнительный функциональный модуль с подвесным оборудованием (В) универсален, конструкция включает в себя посадочные элементы собранные таким образом, что позволяет, например, расположить камеру, типичную для дронов совместно с камерой инфоркарасного диапазона или тепловизором, устройство для измерения износа и прочности конструкций в сочетании с камерой на выбор из представленного выше ряда, мрт для проверки стыков, например, железнодорожных путей или магистральных труб в сочетании с устройством из выше представленного ряда. Важным критерием является то, что модельный ряд устройств подобран таким образом, что смена таковых не влияет на центр масс и полетное время. Навесное оборудование в частности может быть следующее:On the front part of the device, you can optionally place or not place an external additional functional module with hanging equipment. The additional functional module with hanging equipment (B) is also an autonomous unit that can be replaced in case of breakdown. The additional functional module with suspended equipment (B) is universal, the design includes landing elements assembled in such a way that allows, for example, to place a camera typical for drones together with an infrared camera or a thermal imager, a device for measuring wear and tear and strength of structures in combination with a camera to choose from the range presented above, MRI for checking joints, for example, railway tracks or main pipes in combination with a device from the range presented above. An important criterion is that the model range of devices is selected in such a way that changing them does not affect the center of mass and flight time. Attachments in particular can be the following:

1) камера;1) camera;

2) магнитно-резонансный томограф;2) magnetic resonance imaging;

3) измеритель толщин;3) thickness gauge;

4) тепловизор;4) thermal imager;

5) фемтосота.5) femtocell.

Крепление модулей обеспечивается следующим образом: помимо соединения между собой направляющих модулей рамы, с образованием рамы в форме незамкнутого треугольника, каждая из направляющих выполнена с пазами для соединения с модулями корпусной части аппарата, помимо этого для фиксации используется стандартная фурнитура. Вышеупомянутый передний модуль нижней части корпуса размещает в себе оборудование и является логическим продолжением подвеса, например, подвес располагает камеру и измерительный щуп, а в передний блок убирается анализатор - прибор, анализирующий значения получаемые от щупа. Передний блок может быть адаптирован под оборудование, например, аппарат МРТ и др.Fastening of the modules is ensured as follows: in addition to connecting the frame guide modules together to form a frame in the shape of an open triangle, each of the guides is made with grooves for connection with the modules of the body of the device; in addition, standard fittings are used for fixation. The above-mentioned front module of the lower part of the body houses the equipment and is a logical continuation of the suspension, for example, the suspension houses the camera and the measuring probe, and the analyzer is removed into the front block - a device that analyzes the values obtained from the probe. The front block can be adapted for equipment, for example, an MRI machine, etc.

Модульный беспилотный летательный аппарат функционирует следующим образом.A modular unmanned aerial vehicle operates as follows.

Производится сборка необходимой комплектации беспилотного летательного аппарата. Соединяются между собой и фиксируются крепежными элементами модули, составляющие раму: центральная, правая и левая. В гнезда каждого кожуха ввинчиваются стаканы. Устанавливаются электродвигатели. В середину рамы устанавливается модуль - центральная часть корпуса. Устанавливается нижняя часть корпуса как единый модуль или как два отдельных элемента, соединяющиеся между собой, с рамой и с центральной частью корпуса. Монтируется верхняя часть корпуса. При необходимости установки внешнего оборудования на фронтальную часть беспилотного летательного аппарата - устанавливается таковое. Попутно со сборкой производится соединение разъемов питания и управления.The necessary components of the unmanned aerial vehicle are being assembled. The modules that make up the frame are connected to each other and fixed with fasteners: central, right and left. Glasses are screwed into the sockets of each casing. Electric motors are being installed. A module is installed in the middle of the frame - the central part of the body. The lower part of the housing is installed as a single module or as two separate elements connected to each other, to the frame and to the central part of the housing. The upper part of the housing is mounted. If it is necessary to install external equipment on the front part of an unmanned aerial vehicle, such equipment is installed. Along with the assembly, the power and control connectors are connected.

Основным элементом питания выступает аккумуляторная батарея, интегрированная в модуль - нижнюю часть корпуса. Система управления базируется на совокупности датчиков и микроэлектронных приборов, управляемых микропроцессорным оборудованием, расположенном в корпусе, а именно на центральном модуле корпусной части. Поступление соответствующих сигналов из микропроцессорного оборудования, реализующего программы и алгоритмы работы модульного беспилотного летательного аппарата приводит в движение валы электродвигателей и, соответственно, винты, вследствие чего аппарат поднимается в воздух, набирает высоту и приступает к выполнению поставленных задач.The main power element is a rechargeable battery integrated into the module - the lower part of the case. The control system is based on a set of sensors and microelectronic devices controlled by microprocessor equipment located in the housing, namely on the central module of the housing. The receipt of appropriate signals from microprocessor equipment that implements programs and algorithms for the operation of a modular unmanned aerial vehicle sets in motion the shafts of electric motors and, accordingly, the propellers, as a result of which the device rises into the air, gains altitude and begins to perform its tasks.

При наборе высоты шасси аппарата складываются автоматически.When gaining altitude, the vehicle's chassis folds automatically.

По поступлении той или иной команды согласно выполняемому сценарию в систему принятия решений (элемент программной архитектуры, обеспечиваемый микроэлектронным оборудованием аппарата) включается опрос датчиков: радио датчик, датчик шасси, GPS/GLONASS, системы позиционирования, лидаров или датчиков вариативно устанавливаемых дополнительных функциональных модулей с подвесным оборудованием. Результаты опроса датчиков поступают в систему принятия решений. Данные обрабатываются асинхронно. По результатам обработки данных модульный беспилотный летательный аппарат перемещается в пространстве, задействует оборудование дополнительных функциональных модулей и осуществляет посадку. Более детальное рассмотрение алгоритмов работы электронных систем аппарата не является актуальным в целях настоящего изобретения.Upon receipt of one or another command according to the scenario being executed, the decision-making system (an element of the software architecture provided by the microelectronic equipment of the device) starts polling sensors: radio sensor, chassis sensor, GPS/GLONASS, positioning systems, lidars or sensors of variably installed additional functional modules with suspended equipment. The results of the sensor survey are fed into the decision-making system. Data is processed asynchronously. Based on the results of data processing, a modular unmanned aerial vehicle moves in space, uses the equipment of additional functional modules and lands. A more detailed consideration of the operating algorithms of the electronic systems of the device is not relevant for the purposes of the present invention.

Обоснование промышленной применимости и достижение технического результата.Justification of industrial applicability and achievement of technical results.

Модульность представленного в настоящем изобретении модульного беспилотного летательного аппарата, достигается благодаря созданию каждого модуля основываясь на принципе закрытой архитектуры, подключаемого в единую сложную, динамическую систему по pin принципу. Например, чтобы заменить двигатель, нужно отключить разъемы под посадочным гнездом, выкрутить посадочный стакан с двигателем, заменить двигатель, вкрутить заменный посадочный стакан с двигателем в посадочное гнездо, подключить разъемы. Аналогичный принцип характерен и для прочих элементов модульной конструкции: замена и перекомплектация включает два типа операций - отключение/подключение разъемов на линиях питания и управления и механическое отсоединение/соединение элементов крепления. При этом все разъемы маркированы во избежание ошибок и обеспечения правильного подключения. Улучшение характеристик в части увеличения тяговой мощности модульного беспилотного летательного аппарата обеспечивается возможностью исполнения с 3 и 6 двигателями. Данная возможность поддерживается аппаратной-программной платформой и моделью поведения, управляющей полетными миссиями и сценариями модульного беспилотного летательного аппарата. Каждый модуль как единая система и как отдельный, равнозаменяемый - pin to pin элемент системы, находится под управлением программно-аппаратного микроэлектронного комплекса оборудования, что позволило реализовать метод обратного распространения потенциальной ошибки и метода конечных элементов, связав 3D и CAD среду разработки с самим модульным беспилотным летательным аппаратом. Например, программно-аппаратное оборудование модульного беспилотного летательного аппарата фиксирует температуру на корпусе в центральной части корпуса и температуру среды локализации, чтобы создать тепловую карту, соотносит с характеристиками основного и изоляционного материалов выносит поправку по материалу при проектировании рамы, корпуса, шасси и подвеса; измеряет скорость ветра, направление и работу двигателей, частоту повторения данных событий возникающих в среде локализации, соотнося с геометрией корпуса и мощностью двигателей, вносит поправку в геометрию и список набора комплектующих при проектировании рамы, корпуса, обводов - это позволяет учесть отдельные нюансы по применяемым материалам для целей и задач в тех или иных условиях и, в частности, основываясь на опыте применения единицы модульного беспилотного летательного аппарата провести оперативную доработку отдельного модуля или модулей для последующей замены на отдельном модульном беспилотном летательном аппарате (вместо изготовления нового оптимизированного аппарата). При этом в случае применения новых материалов для изготовления отдельных элементов того или иного модуля, или в случае изменения геометрии, CAE среда разработки позволяет смоделировать и прочие характеристики для сбалансированного набора тактико-технических характеристик. Таким образом, например, при применении более тяжелых материалов для одного из модулей, просчитывается и балансировка для сохранения центра масс, и изменения в скорости, максимальном времени полета и прочих характеристиках.The modularity of the modular unmanned aerial vehicle presented in the present invention is achieved through the creation of each module based on the principle of a closed architecture, connected into a single complex, dynamic system using the pin principle. For example, to replace the engine, you need to disconnect the connectors under the mounting socket, unscrew the housing with the motor, replace the engine, screw the replacement housing with the motor into the mounting socket, and connect the connectors. A similar principle is typical for other elements of a modular design: replacement and reassembly includes two types of operations - disconnecting/connecting connectors on the power and control lines and mechanical disconnecting/connecting fastening elements. Moreover, all connectors are marked to avoid errors and ensure correct connection. Improved performance in terms of increasing the traction power of a modular unmanned aerial vehicle is ensured by the possibility of execution with 3 and 6 engines. This capability is supported by the hardware/software platform and behavior model that drives the modular unmanned aerial vehicle's flight missions and scenarios. Each module, as a single system and as a separate, equally interchangeable - pin to pin element of the system, is controlled by a hardware-software microelectronic equipment complex, which made it possible to implement the method of backpropagation of potential errors and the finite element method, connecting the 3D and CAD development environment with the modular unmanned aerial vehicle itself aircraft. For example, the software and hardware equipment of a modular unmanned aerial vehicle records the temperature on the body in the central part of the body and the temperature of the containment environment to create a heat map, correlates it with the characteristics of the main and insulating materials, and makes adjustments for the material when designing the frame, body, chassis and suspension; measures wind speed, direction and operation of engines, frequency of repetition of these events occurring in the localization environment, correlating with the geometry of the hull and engine power, makes adjustments to the geometry and the list of components when designing the frame, hull, and contours - this allows you to take into account individual nuances of the materials used for purposes and tasks in certain conditions and, in particular, based on the experience of using a unit of a modular unmanned aerial vehicle, carry out operational modification of a separate module or modules for subsequent replacement on a separate modular unmanned aerial vehicle (instead of manufacturing a new optimized device). Moreover, in the case of using new materials for the manufacture of individual elements of a particular module, or in the case of a change in geometry, the CAE development environment allows you to simulate other characteristics for a balanced set of tactical and technical characteristics. Thus, for example, when using heavier materials for one of the modules, balancing is calculated to maintain the center of mass, as well as changes in speed, maximum flight time and other characteristics.

Для изготовления аппарата используются стандартные приборы, аппараты и материалы. В качестве микропроцессора, например, может использоваться STM32H745ZIT производства STMicroelectronics или любой аналог соответствующего функционала и производительности. Микропроцессор соединен с датчиками, которые передают информацию для принятия решения, а именно: радиолокационным датчиком и лидарами. В качестве радиолокационного датчика может быть использован, например, ультразвуковой датчик HC-SR04. В качестве лидаров могут быть использованы, например, ToF лидары. Все датчики закреплены на корпусе летательного аппарата.To manufacture the device, standard instruments, apparatus and materials are used. For example, an STM32H745ZIT manufactured by STMicroelectronics or any analogue of the corresponding functionality and performance can be used as a microprocessor. The microprocessor is connected to sensors that transmit information for decision making, namely radar and lidars. For example, an ultrasonic sensor HC-SR04 can be used as a radar sensor. For example, ToF lidars can be used as lidars. All sensors are mounted on the aircraft body.

Claims (12)

1. Модульный беспилотный летательный аппарат, содержащий1. Modular unmanned aerial vehicle containing раму, образованную соединением модулей левого, правого и центрального ее элементов по трем осям со схемой осей Y, при этом каждый элемент рамы выполнен с возможностью размещения на нем одного или двух электродвигателей и винтов, закрытых кожухами, общее число которых кратно трем;a frame formed by connecting the modules of its left, right and central elements along three axes with a diagram of the Y axes, with each frame element being designed to accommodate one or two electric motors and screws, covered with casings, the total number of which is a multiple of three; корпус, содержащий три модуля, верхней, нижней и центральной части, при этом центральная часть несет на себе микроэлектронное микропроцессорное оборудование анализа, принятия решений и управления модульным БПЛА, которое может отсоединяться и заменяться как единый блок, а нижняя часть включает по меньшей мере аккумуляторную батарею; нижняя центральная и верхняя части корпуса при монтаже соединяются с рамой и между собой;a housing containing three modules, an upper, a lower and a central part, wherein the central part carries the microelectronic microprocessor-based analysis, decision-making and control equipment of the modular UAV, which can be detached and replaced as a single unit, and the lower part includes at least a battery ; the lower central and upper parts of the body are connected to the frame and to each other during installation; шасси, выполненное в виде по меньшей мере двух опор.chassis made in the form of at least two supports. 2. Модульный беспилотный летательный аппарат по п. 1, в котором на фронтальной части аппарата имеются крепления и контакты для питания и управления для внешнего вариативно заменяемого функционального модуля.2. A modular unmanned aerial vehicle according to claim 1, in which on the front part of the device there are fastenings and contacts for power and control for an external, variably replaceable functional module. 3. Модульный беспилотный летательный аппарат по п. 1, в котором интегрированный в модуль рамы элемент конструкции для размещения винта включает оболочку кожуха со стойками и посадочным гнездом под двигатель, при этом посадочное гнездо имеет внутреннюю резьбу для ввинчивания посадочного стакана двигателя.3. A modular unmanned aerial vehicle according to claim 1, in which the structural element integrated into the frame module for accommodating the propeller includes a casing shell with struts and a landing socket for the engine, wherein the landing socket has an internal thread for screwing in the engine landing cup. 4. Модульный беспилотный летательный аппарат по п. 1, в котором нижняя, верхняя и центральная часть корпуса при монтаже соединяются с рамой и между собой, при этом корпус как единый блок автономен относительно рамы при условии отсоединения крепления от рамы.4. A modular unmanned aerial vehicle according to claim 1, in which the lower, upper and central parts of the body are connected to the frame and to each other during installation, while the body as a single unit is autonomous relative to the frame, provided that the fastening is disconnected from the frame. 5. Модульный беспилотный летательный аппарат по п. 1, в котором располагаемое на центральной части корпуса оборудование дополнительно не закрывается от воздействия внешней среды, однако нижняя и верхняя части корпуса выполняют роль верхней и нижней крышки, накрывая центральную часть снизу и сверху соответственно.5. A modular unmanned aerial vehicle according to claim 1, in which the equipment located on the central part of the body is not additionally protected from the external environment, however, the lower and upper parts of the body act as an upper and lower cover, covering the central part from below and from above, respectively. 6. Модульный беспилотный летательный аппарат по п. 1, в котором центральная часть несет на себе микроэлектронное микропроцессорное оборудование анализа, принятия решений и управления модульным БПЛА, может отсоединяться и заменяться полностью как единый блок, но отдельные элементы центральной части, в частности регуляторы скорости двигателей, накопители данных, цпу, приводы управления, датчики, могут заменяться отдельно без замены всей центральной части.6. The modular unmanned aerial vehicle according to claim 1, in which the central part carries microelectronic microprocessor equipment for analysis, decision-making and control of the modular UAV, can be detached and replaced completely as a single unit, but individual elements of the central part, in particular engine speed controllers , data storage devices, CPUs, control drives, sensors can be replaced separately without replacing the entire central part. 7. Модульный беспилотный летательный аппарат по п. 1, шасси которого оборудованы подъемным механизмом и включают стойку шасси, привод, поворотный механизм, и выполнены с возможностью заменяться как единый узел либо поэлементно.7. A modular unmanned aerial vehicle according to claim 1, the chassis of which is equipped with a lifting mechanism and includes a landing gear, a drive, a rotating mechanism, and is made with the ability to be replaced as a single unit or element by element. 8. Модульный беспилотный летательный аппарат по п. 1, в котором верхняя часть корпуса включает оборудование связи и солнечную панель поддержки заряда при выполнении длительных миссий, каждый из этих элементов может быть заменен как без замены верхней части корпуса, так и в составе таковой как единого блока.8. A modular unmanned aerial vehicle according to claim 1, in which the upper part of the body includes communication equipment and a solar panel for supporting charge when performing long missions, each of these elements can be replaced either without replacing the upper part of the body, or as part of it as a single unit block. 9. Модульный беспилотный летательный аппарат по п. 1, в котором, в частности, в качестве дополнительного функционального модуля на фронтальной части аппарата может быть установлен магнитно-резонансный томограф, или измеритель толщин, или тепловизор, или фемтосота, или камера.9. A modular unmanned aerial vehicle according to claim 1, in which, in particular, a magnetic resonance imaging scanner, or a thickness meter, or a thermal imager, or a femtocell, or a camera can be installed on the front part of the device as an additional functional module.
RU2023104919A 2023-03-03 Modular drone RU2816463C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2816463C1 true RU2816463C1 (en) 2024-03-29

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3067273A1 (en) * 2015-03-13 2016-09-14 Eznov Tricopter rotary-wing drone
CN107571990A (en) * 2017-09-04 2018-01-12 河北冀航科技有限公司 A kind of highly sensitive three axles unmanned plane
RU181389U1 (en) * 2018-01-09 2018-07-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) MODULAR DESIGN OF THE UNMANNED AIRCRAFT VERTICAL TAKEOFF AND LANDING WITH COMBINED POWER PLANT
RU2681423C1 (en) * 2017-12-19 2019-03-06 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) Modular construction of an unmanned aerial vertical for vertical take-off and landing
RU2752110C1 (en) * 2020-12-09 2021-07-22 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Modular unmanned aerial vehicle with traction propellers protection system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3067273A1 (en) * 2015-03-13 2016-09-14 Eznov Tricopter rotary-wing drone
CN107571990A (en) * 2017-09-04 2018-01-12 河北冀航科技有限公司 A kind of highly sensitive three axles unmanned plane
RU2681423C1 (en) * 2017-12-19 2019-03-06 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) Modular construction of an unmanned aerial vertical for vertical take-off and landing
RU181389U1 (en) * 2018-01-09 2018-07-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) MODULAR DESIGN OF THE UNMANNED AIRCRAFT VERTICAL TAKEOFF AND LANDING WITH COMBINED POWER PLANT
RU2752110C1 (en) * 2020-12-09 2021-07-22 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Modular unmanned aerial vehicle with traction propellers protection system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3601042B1 (en) Multi-architecture modular unmanned aerial system
KR102655609B1 (en) VTOL aircraft with fixed-wing and rotary-wing configurations
JP5586983B2 (en) Rotor transportation means
US20190389573A1 (en) Vertical take-off and landing unmanned aerial vehicle
US20170253333A1 (en) Unmanned vehicle
CN109415120A (en) Unmanned plane
KR20120082394A (en) Reconfigurable aircraft
JP2013531573A (en) Reconfigurable battery-powered drone system
CN111731475B (en) Vertical take-off and landing tilting composite wing aircraft
GB2564473A (en) Modular unmanned air vehicles
US11584512B2 (en) Weight distribution systems and control logic for center of gravity management of aircrafts
WO2017165039A2 (en) Rotary-wing vehicle and system
CN115520378A (en) Double-folding compact layout coaxial double-rotor aircraft
Bermes et al. Design of the autonomous micro helicopter muFly
RU2816463C1 (en) Modular drone
CN113184185A (en) Streamlined coaxial many rotor unmanned aerial vehicle of adaptable adverse circumstances
CN109896002A (en) A kind of deformable quadrotor
RU100491U1 (en) UNMANNED AERIAL VEHICLE
KR20220011829A (en) Module Type Tail-Sitter Vtol UAV Drone
CN214566119U (en) Dual-form unmanned aerial vehicle applying folding wings and coaxial double-propeller power module
CN209795827U (en) Double-engine full-vector multi-mode aircraft and flight system
Manarvi et al. Design and development of a quad copter (UMAASK) using CAD/CAM/CAE
CN207791154U (en) VTOL flight instruments and fixed-wing unmanned plane
Maldonado et al. A modular design approach to a reconfigurable unmanned aerial vehicle
Jeyan et al. Methodical study of micro air vehicle/UAV device and its mechanism