WO2019199202A1 - Unmanned aircraft docking system - Google Patents
Unmanned aircraft docking system Download PDFInfo
- Publication number
- WO2019199202A1 WO2019199202A1 PCT/RU2019/000171 RU2019000171W WO2019199202A1 WO 2019199202 A1 WO2019199202 A1 WO 2019199202A1 RU 2019000171 W RU2019000171 W RU 2019000171W WO 2019199202 A1 WO2019199202 A1 WO 2019199202A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- docking
- worm
- worm wheel
- docking device
- rod
- Prior art date
Links
- 238000003032 molecular docking Methods 0.000 title claims abstract description 58
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 4
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 235000015842 Hesperis Nutrition 0.000 description 1
- 235000012633 Iberis amara Nutrition 0.000 description 1
- 230000006837 decompression Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D5/00—Aircraft transported by aircraft, e.g. for release or reberthing during flight
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
- B64G1/00—Cosmonautic vehicles
- B64G1/22—Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
- B64G1/64—Systems for coupling or separating cosmonautic vehicles or parts thereof, e.g. docking arrangements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
- B64U70/00—Launching, take-off or landing arrangements
- B64U70/90—Launching from or landing on platforms
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
- B64U2101/00—UAVs specially adapted for particular uses or applications
- B64U2101/60—UAVs specially adapted for particular uses or applications for transporting passengers; for transporting goods other than weapons
Definitions
- the claimed invention relates to air transport and is intended to provide positioning and alignment of an unmanned aerial vehicle when it is docked on a vertical surface.
- a helicopter external suspension device for mooring an unmanned aircraft comprising a power rope, an upper attachment to the helicopter fuselage and a lower node on the power rope, where the lower node is a clutch assembly for mooring an unmanned aircraft, consisting of a triangular loop with an elastic rope at the base, the ends of which are sealed together with elastic tips at the ends of two side rods, the other ends of which are pivotally connected to the body, which is the top of the loop and on which a spring is installed, which ensures tension of the elastic rope at the base by spreading the rods to the sides, in addition, a rod is pivotally attached to the body, connecting the loop articulated with its other end to the power rope to moor the flying unmanned aircraft, providing landing as well as take-off from the ground by helicopter.
- a disadvantage of the known device is the design complexity, the inability to use for docking a light unmanned aerial vehicle, mainly a multicopter, which delivered the cargo to the client in urban conditions, the inability to use for docking to a vertical surface.
- a docking device for spacecraft contains an active unit in the center of which a docking mechanism is installed, and a passive unit with a reciprocal receiving cone that ends in a socket, characterized in that the receiving cone is a nozzle of a propulsion rocket engine of a detached part of the last stage space rockets, and the docking mechanism is made in the form of telescopically interconnected rods, the free end of which is equipped with spring-loaded moldings sewers of the "umbrella" type, installed with the possibility of opening and tightened.
- a disadvantage of the known device is the difficulty of using for docking a light unmanned aerial vehicle, mainly a multicopter, which delivered the cargo to the client in urban conditions, due to the inability to position the docked object in a horizontal plane.
- the mechanical lever lock known from the patent RU 2562467, comprising a bracket fixed to a first detachable element; parallel to the junction of the elements to be separated, a beam is mounted with the possibility of rotation on the axis; the lever is in contact with the first arm of the beam, the lever is mounted to rotate on the bracket due to a common axis connecting them; a pin mounted perpendicular to the junction of the elements to be separated and kinematically connected at one end to the second arm of the rocker arm, at the other end of the pin there is a threaded part on which the nut and support are mounted, and a spring located between the nut and the support, characterized in that on the axis connecting the lever with a bracket, a spring is located, while the ends of the spring are brought out and elastically compress the surfaces of the lever and the bracket; the position of the rocker arm is fixed along the cylindrical surface of the second detachable element; the support mounted on the pin is in contact with the bracket.
- a disadvantage of the known device is the difficulty of using for docking a light unmanned aerial vehicle, mainly a multicopter, which delivered the cargo to the client in urban conditions, due to the inability to position the docked object.
- the objective of the claimed invention is the creation of a positioning system and alignment in the horizontal plane of a light unmanned aerial vehicle, mainly a multicopter, which delivered the cargo to the client in urban conditions, during its docking with a receiving docking device located in the building and receiving an unmanned aerial vehicle through the plane of the facade of this task or separately installed outside buildings and structures, on specially prepared sites.
- a light unmanned aerial vehicle mainly a multicopter
- the objective of the invention is solved in that in the docking system of an unmanned aerial vehicle containing installed on the docked object a docking rod with a docking device and a receiving docking device according to the invention, a worm wheel mounted on the docking rod directly behind the docking device, adapted to be combined with a positioning device installed on the receiving docking device, consisting of two grippers, each of which consists of an upper and a lower levers, while on each pair of upper and on each pair of lower levers worm shafts are installed parallel to each other, made with the possibility of force on the above worm wheel. Worm shafts are driven by electric motors. The grips are made with the possibility of compression and decompression.
- the claimed invention allows to create a simple and reliable system for aligning an unmanned aerial vehicle, mainly a multicopter, in a horizontal plane (or at an angle to it) and positioning it, for example, relative to the center of the opening of the receiving docking device through which the unmanned aerial vehicle is received for unloading. Alignment and positioning of the unmanned aerial vehicle that delivered the cargo to the client in urban conditions is necessary, because the light multicopter has insufficient track stability. When approaching the docking point, for example, due to wind load, at the moment of contact with the receiving docking device, it may be at an angle to it or move to the side.
- the claimed invention allows to compensate for these inaccuracies and clearly position the unmanned aerial vehicle relative to the receiving device in order to ensure its reliable fixation and the necessary manipulations with the unmanned aerial vehicle in automatic mode, including unloading and loading of its material assets.
- FIG. 1 shows an unmanned aerial vehicle equipped with a rod with a docking device when approaching a receiving docking device.
- FIG. 2 shows an unmanned aerial vehicle equipped with a rod with a docking device, docked to a receiving docking device with compressed grips and a worm wheel fixed between them at the moment of center alignment.
- FIG. 3 shows an unmanned aerial vehicle equipped with a rod with a docking device, docked to a receiving docking device with compressed grips and a worm wheel fixed between them at the moment of horizontal alignment.
- FIG. 4 shows a front view of the positioning means of the device with compressed grips and a worm wheel fixed between them.
- FIG. 5 shows a top view of a means of positioning a device with compressed grips and a worm wheel fixed between them.
- the docking system of the unmanned aerial vehicle consists of a docking rod 1 with a docking device 2, on the docking rod 1 directly attached to the docking device 2 is a worm wheel 3 of the receiving docking device, including means 4 for holding the unmanned aerial vehicle and positioning device, consisting of two grippers 5, each of which consists of upper 6 and lower 7 levers, while on each pair of upper 6 and on each pair of lower 7 levers, worm gears are installed in parallel ala 8, arranged to transmit forces to the above worm gear 3, worm shafts 8 are rotated by motors 9.
- the docking rod with the docking device which can be made in the form of a metal plate, abuts against the receiving docking device, which can be made in the form of an electromagnet, the contact surface of which is a second metal plate.
- the worm wheel rigidly fixed to the docking rod, is in the area of the grips. The grips are compressed and fix the worm wheel between the parallel worm shafts by means of a compression force. Moreover, turning the worm wheel around its axis of rotation is not possible due to the self-braking effect of the worm gears, i.e. locked by the engagement of the worm with the gear.
- Mechanics of alignment of a multicopter with a mechanical gripper (simplified version): when the worm shafts rotate in one direction at the same speed depending on the direction of rotation, the worm wheel of the running shaft moves along the worm shafts without rotation, capturing the multicopter, when the worm shafts rotate in different directions with the same the gear rotates at a place without linear movements, changing the angle of rotation of the quadcopter towards the horizon or any other plane passing through the axis of rotation of the worm wheel.
- the worm wheel can be made in the form of a bevel gear, a cylindrical worm wheel with a recess of the surface of the tooth teeth (terms according to GOST 18498-89) or a "skirt" in the form of a disk with a diameter larger than the diameter of the worm wheel located on the worm wheel from the side of the sliding plane.
- the compression and expansion of the grippers is carried out by means of a separate electric motor.
- the multicopter docking unit and the receiving docking device can be made either in the form of a plate with a counter electromagnet, or in the form of a latch, a grip, or any other system.
- the positioning of the object can be carried out before the docking mount is brought into action.
- Grips with worm shafts can be made to move in the horizontal plane for additional fixation, to tighten the docking device to the holding means, for this purpose, the grips can be attached to a lead screw operating from a separate electric motor.
- the mechanism that drives the grips can be any.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Transportation (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
The invention relates to the field of aviation, particularly to unmanned aircraft docking systems. The present unmanned aircraft docking system comprises a docking rod having a docking device, said rod being mounted on the object to be docked, and a receiving docking device. A worm wheel is fastened onto the docking rod directly behind the docking device, said wheel being capable of engaging with a positioning means mounted on the receiving docking device, which consists of two jaws. Each jaw consists of an upper lever and a lower lever, wherein, on each pair of upper levers and each pair of lower levers, worm shafts are mounted parallel to one another, said shafts being capable of transmitting force to the above-mentioned worm wheel. The worm shafts are rotated by electric motors. The jaws are designed to be capable of clamping and unclamping. The invention allows for positioning and leveling an aircraft at a set angle relative to a horizontal surface.
Description
Стыковочная система беспилотного летательного аппарата Unmanned Aerial Vehicle Docking System
Заявляемое изобретение относится к авиационному транспорту и предназначено для обеспечения позиционирования и выравнивания беспилотного летательного аппарата при его стыковке на вертикальной поверхности. The claimed invention relates to air transport and is intended to provide positioning and alignment of an unmanned aerial vehicle when it is docked on a vertical surface.
По патенту RU 163251 известно устройство вертолетной внешней подвески для швартовки беспилотного самолета, содержащее силовой канат, верхний узел крепления к фюзеляжу вертолета и нижний узел на силовом канате, где нижний узел представляет собой узел сцепления для швартовки беспилотного самолета, состоящий из треугольной петли с эластичным канатом в основании, концы которого заделаны вместе с эластичными наконечниками в концах двух боковых стержней, другие концы которых соединены шарнирно с корпусом, являющимся вершиной петли и на котором установлена пружина, обеспечивающая натяжение эластичного каната в основании разводом стержней в стороны, кроме того к корпусу шарнирно закреплена штанга, соединяющая шарнирно другим своим концом петлю с силовым канатом для швартовки летящего беспилотного самолета, обеспечивая посадку, а также взлет его с земли по вертолетному. According to patent RU 163251 there is known a helicopter external suspension device for mooring an unmanned aircraft, comprising a power rope, an upper attachment to the helicopter fuselage and a lower node on the power rope, where the lower node is a clutch assembly for mooring an unmanned aircraft, consisting of a triangular loop with an elastic rope at the base, the ends of which are sealed together with elastic tips at the ends of two side rods, the other ends of which are pivotally connected to the body, which is the top of the loop and on which a spring is installed, which ensures tension of the elastic rope at the base by spreading the rods to the sides, in addition, a rod is pivotally attached to the body, connecting the loop articulated with its other end to the power rope to moor the flying unmanned aircraft, providing landing as well as take-off from the ground by helicopter.
Недостатком известного устройства является сложность конструкции, невозможность использования для стыковки легкого беспилотного летательного аппарата, преимущественно мультикоптера, доставившего груз клиенту в городских условиях, невозможность использования для стыковки к вертикальной поверхности. A disadvantage of the known device is the design complexity, the inability to use for docking a light unmanned aerial vehicle, mainly a multicopter, which delivered the cargo to the client in urban conditions, the inability to use for docking to a vertical surface.
По патенту на изобретение RU 2490183 известно стыковочное устройство космических аппаратов, содержащее активный агрегат, в центре которого установлен стыковочный механизм, и пассивный агрегат с ответным приемным конусом, который заканчивается гнездом, отличающееся тем, что приемным конусом служит сопло маршевого ракетного двигателя отделяющейся части последней ступени ракеты космического назначения, а стыковочный механизм выполнен в виде телескопически соединенных между собой штанг, свободный конец которых снабжен подпружиненными лепестками типа «зонтик», установленными с возможностью раскрытия и поджатая.
Недостатком известного устройства является сложность использования для стыковки легкого беспилотного летательного аппарата, преимущественно мультикоптера, доставившего груз клиенту в городских условиях, вследствие невозможности позиционирования пристыкованного объекта в горизонтальной плоскости. According to patent RU 2490183, a docking device for spacecraft is known that contains an active unit in the center of which a docking mechanism is installed, and a passive unit with a reciprocal receiving cone that ends in a socket, characterized in that the receiving cone is a nozzle of a propulsion rocket engine of a detached part of the last stage space rockets, and the docking mechanism is made in the form of telescopically interconnected rods, the free end of which is equipped with spring-loaded moldings sewers of the "umbrella" type, installed with the possibility of opening and tightened. A disadvantage of the known device is the difficulty of using for docking a light unmanned aerial vehicle, mainly a multicopter, which delivered the cargo to the client in urban conditions, due to the inability to position the docked object in a horizontal plane.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является известный по патенту на изобретение RU 2562467 механический рычажный замок, содержащий кронштейн, закрепленный на первом отделяемом элементе; параллельно стыку разделяемых элементов установлено коромысло с возможностью поворота на оси; с первым плечом коромысла находится в контакте рычаг, рычаг установлен с возможностью поворота на кронштейне за счет соединяющей их общей оси; штырь, установленный перпендикулярно стыку разделяемых элементов и кинематически связанный одним концом со вторым плечом коромысла, на другом конце штыря имеется резьбовая часть, на которой установлена гайка и опора, и пружина, находящаяся между гайкой и опорой, отличающийся тем, что на оси, соединяющей рычаг с кронштейном, расположена пружина, при этом концы пружины выведены наружу и упруго поджимают поверхности рычага и кронштейна; положение коромысла зафиксировано по цилиндрической поверхности второго отделяемого элемента; опора, установленная на штыре, контактирует с кронштейном. Closest to the claimed technical solution is the mechanical lever lock known from the patent RU 2562467, comprising a bracket fixed to a first detachable element; parallel to the junction of the elements to be separated, a beam is mounted with the possibility of rotation on the axis; the lever is in contact with the first arm of the beam, the lever is mounted to rotate on the bracket due to a common axis connecting them; a pin mounted perpendicular to the junction of the elements to be separated and kinematically connected at one end to the second arm of the rocker arm, at the other end of the pin there is a threaded part on which the nut and support are mounted, and a spring located between the nut and the support, characterized in that on the axis connecting the lever with a bracket, a spring is located, while the ends of the spring are brought out and elastically compress the surfaces of the lever and the bracket; the position of the rocker arm is fixed along the cylindrical surface of the second detachable element; the support mounted on the pin is in contact with the bracket.
Недостатком известного устройства является сложность использования для стыковки легкого беспилотного летательного аппарата, преимущественно мультикоптера, доставившего груз клиенту в городских условиях, вследствие невозможности позиционирования пристыкованного объекта. A disadvantage of the known device is the difficulty of using for docking a light unmanned aerial vehicle, mainly a multicopter, which delivered the cargo to the client in urban conditions, due to the inability to position the docked object.
Задачей заявленного изобретения является создание системы позиционирования и выравнивания в горизонтальной плоскости легкого беспилотного летательного аппарата, преимущественно мультикоптера, доставившего груз клиенту в городских условиях, в процессе его стыковки с приемным стыковочным устройством, расположенным в здании и принимающим беспилотный летательный аппарат через плоскость фасада этого задания или отдельно установленным вне зданий и сооружений, на специально подготовленных площадках. The objective of the claimed invention is the creation of a positioning system and alignment in the horizontal plane of a light unmanned aerial vehicle, mainly a multicopter, which delivered the cargo to the client in urban conditions, during its docking with a receiving docking device located in the building and receiving an unmanned aerial vehicle through the plane of the facade of this task or separately installed outside buildings and structures, on specially prepared sites.
Задача изобретения решается тем, что в стыковочной системе беспилотного летательного аппарата, содержащей установленную на стыкуемом объекте
стыковочную штангу с устройством стыковки и приемное стыковочное устройство, согласно изобретению, на стыковочной штанге непосредственно за устройством стыковки закреплено червячное колесо, выполненное с возможностью совмещения с установленным на приемном стыковочном устройстве средством позиционирования, состоящем из двух захватов, каждый из которых состоит из верхнего и нижнего рычагов, при этом на каждой паре верхних и на каждой паре нижних рычагов параллельно друг другу установлены червячные валы, выполненные с возможностью передачи усилий на вышеуказанное червячное колесо. Червячные валы приводятся во вращение электродвигателями. Захваты выполнены с возможностью сжатия и разжатия. The objective of the invention is solved in that in the docking system of an unmanned aerial vehicle containing installed on the docked object a docking rod with a docking device and a receiving docking device according to the invention, a worm wheel mounted on the docking rod directly behind the docking device, adapted to be combined with a positioning device installed on the receiving docking device, consisting of two grippers, each of which consists of an upper and a lower levers, while on each pair of upper and on each pair of lower levers worm shafts are installed parallel to each other, made with the possibility of force on the above worm wheel. Worm shafts are driven by electric motors. The grips are made with the possibility of compression and decompression.
Заявленное изобретение позволяет создать простую и надежную систему для выравнивания беспилотного летательного аппарата, преимущественно мультикоптера, в горизонтальной плоскости (или под углом к ней) и его позиционирования, например, относительно центра проема приемного стыковочного устройства, через которое идет прием беспилотного летательного аппарата для разгрузки. Выравнивание и позиционирование беспилотного летательного аппарата, доставившего груз клиенту в городских условиях, является необходимым, поскольку легкий мультикоптер имеет недостаточную путевую устойчивость. При подлете к месту стыковки, например, вследствие ветровой нагрузки, в момент касания с приемным стыковочным устройством он может находиться под углом к нему или сместиться в сторону. Заявленное изобретение позволяет компенсировать эти неточности и четко позиционировать беспилотный летательный аппарат относительно приемного устройства с целью обеспечить его надежную фиксацию и проведение необходимых манипуляций с беспилотным летательным аппаратом в автоматическом режиме, в том числе разгрузку и загрузку его материальными ценностями. The claimed invention allows to create a simple and reliable system for aligning an unmanned aerial vehicle, mainly a multicopter, in a horizontal plane (or at an angle to it) and positioning it, for example, relative to the center of the opening of the receiving docking device through which the unmanned aerial vehicle is received for unloading. Alignment and positioning of the unmanned aerial vehicle that delivered the cargo to the client in urban conditions is necessary, because the light multicopter has insufficient track stability. When approaching the docking point, for example, due to wind load, at the moment of contact with the receiving docking device, it may be at an angle to it or move to the side. The claimed invention allows to compensate for these inaccuracies and clearly position the unmanned aerial vehicle relative to the receiving device in order to ensure its reliable fixation and the necessary manipulations with the unmanned aerial vehicle in automatic mode, including unloading and loading of its material assets.
Сущность заявленного изобретения поясняется рисунками: The essence of the claimed invention is illustrated by the drawings:
На фиг. 1 показан беспилотный летательный аппарат, оснащенный штангой с устройством стыковки при подлете к приемному стыковочному устройству. In FIG. 1 shows an unmanned aerial vehicle equipped with a rod with a docking device when approaching a receiving docking device.
На фиг. 2 показан беспилотный летательный аппарат, оснащенный штангой с устройством стыковки, пристыкованный к приемному стыковочному устройству со сжатыми захватами и зафиксированным между ними червячным колесом в момент выравнивания по центру.
На фиг. 3 показан беспилотный летательный аппарат, оснащенный штангой с устройством стыковки, пристыкованный к приемному стыковочному устройству со сжатыми захватами и зафиксированным между ними червячным колесом в момент выравнивания по горизонту. In FIG. 2 shows an unmanned aerial vehicle equipped with a rod with a docking device, docked to a receiving docking device with compressed grips and a worm wheel fixed between them at the moment of center alignment. In FIG. 3 shows an unmanned aerial vehicle equipped with a rod with a docking device, docked to a receiving docking device with compressed grips and a worm wheel fixed between them at the moment of horizontal alignment.
На фиг. 4 показан вид спереди на средство позиционирования устройства со сжатыми захватами и зафиксированным между ними червячным колесом. In FIG. 4 shows a front view of the positioning means of the device with compressed grips and a worm wheel fixed between them.
На фиг. 5 показан вид сверху на средство позиционирования устройства со сжатыми захватами и зафиксированным между ними червячным колесом. In FIG. 5 shows a top view of a means of positioning a device with compressed grips and a worm wheel fixed between them.
Стыковочная система беспилотного летательного аппарата состоит из стыковочной штанги 1 с устройством стыковки 2, на стыковочной штанге 1 непосредственно за устройством стыковки 2 закреплено червячное колесо 3 приемного стыковочного устройства, включающего средство 4 удержания беспилотного летательного аппарата и средство позиционирования, состоящее из двух захватов 5, каждый из которых состоит из верхнего 6 и нижнего 7 рычагов, при этом на каждой паре верхних 6 и на каждой паре нижних 7 рычагов параллельно друг другу установлены червячные валы 8, выполненные с возможностью передачи усилий на вышеуказанное червячное колесо 3, червячные валы 8 приводятся во вращение электродвигателями 9. The docking system of the unmanned aerial vehicle consists of a docking rod 1 with a docking device 2, on the docking rod 1 directly attached to the docking device 2 is a worm wheel 3 of the receiving docking device, including means 4 for holding the unmanned aerial vehicle and positioning device, consisting of two grippers 5, each of which consists of upper 6 and lower 7 levers, while on each pair of upper 6 and on each pair of lower 7 levers, worm gears are installed in parallel ala 8, arranged to transmit forces to the above worm gear 3, worm shafts 8 are rotated by motors 9.
При стыковке беспилотного летательного аппарата стыковочная штанга с устройством стыковки, которое может быть выполнено в виде металлической пластины, упирается в приемное стыковочное устройство, которое может быть выполнено в виде электромагнита, контактная поверхность которого представляет собой вторую металлическую пластину. При этом червячное колесо, жестко закрепленное на стыковочное штанге, оказывается в зоне действия захватов. Захваты сжимаются и фиксируют червячное колесо между параллельными червячными валами посредством усилия сжатия. При этом проворачивание червячного колеса вокруг своей оси вращения не возможно из-за эффекта самоторможения червячных передач, т.е. блокируется зацеплением червяка с зубчатым колесом. When docking an unmanned aerial vehicle, the docking rod with the docking device, which can be made in the form of a metal plate, abuts against the receiving docking device, which can be made in the form of an electromagnet, the contact surface of which is a second metal plate. In this case, the worm wheel, rigidly fixed to the docking rod, is in the area of the grips. The grips are compressed and fix the worm wheel between the parallel worm shafts by means of a compression force. Moreover, turning the worm wheel around its axis of rotation is not possible due to the self-braking effect of the worm gears, i.e. locked by the engagement of the worm with the gear.
Механика выравнивания мультикоптера механическим захватом (упрощенный вариант): при вращении червячных валов в одну сторону с одинаковой скоростью в зависимости от направления вращения червячное колесо ходового вала перемещается вдоль червячных валов без вращения, увлекая за собой мультикоптер, при вращении червячных валов в разные стороны с одинаковой скоростью шестерня вращается на
месте без линейных перемещений, изменяя угол поворота мультикоптера к горизонту или любой другой плоскости, проходящей через ось вращения червячного колеса. Mechanics of alignment of a multicopter with a mechanical gripper (simplified version): when the worm shafts rotate in one direction at the same speed depending on the direction of rotation, the worm wheel of the running shaft moves along the worm shafts without rotation, capturing the multicopter, when the worm shafts rotate in different directions with the same the gear rotates at a place without linear movements, changing the angle of rotation of the quadcopter towards the horizon or any other plane passing through the axis of rotation of the worm wheel.
Изменения в позиционном расположении червячного колеса (и как следствие мультикоптера, так как ось вращения червячного колеса жестко определяет пространственное положение мультикоптера) возникают за счет вращения червячных валов, т.е. при вращении червячного вала в местах зацепления с червячным колесом возникают два параллельных усилия в плоскости вращения червячного колеса, передаваемые от червячных валов червячному колесу. Если усилия равны по модулю, но различны по направлению - червячное колесо и мультикоптер вращается на месте, если усилия равны по модулю и совпадают по направлению - червячное колесо (и мультикоптер) движется вдоль червячных валов без вращения, в остальных случаях имеет место быть совмещение вращения червячного колеса с его движением вдоль червячных валов. Червячное колесо может быть выполнено в виде конической шестерни, цилиндрического червячного колеса с выемкой поверхности вершин зубьев колеса (термины по ГОСТ 18498-89) или "юбкой" в виде диска с диаметром больше диаметра червячного колеса, расположенного на червячном колесе со стороны плоскости скольжения. Сжатие и разжатие захватов осуществляется посредством отдельного электродвигателя. Стыковочный узел мультикоптера и приемное стыковочное устройство может быть выполнено как в виде пластины с встречным электромагнитом, так и в виде защелки, захвата или любой другой системы. Позиционирование объекта может осуществляться до приведения стыковочного крепления в действие. Захваты с червячными валами могут быть выполнены с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости с целью дополнительной фиксации, поджатия устройства стыковки к средству удержания, с этой целью захваты могут быть прикреплены к ходовому винту, работающему от отдельного электродвигателя. Механизм, приводящий в движение захваты, может быть любым.
Changes in the positional arrangement of the worm wheel (and as a consequence of the multicopter, since the axis of rotation of the worm wheel rigidly determines the spatial position of the multicopter) arise due to the rotation of the worm shafts, i.e. when the worm shaft rotates at the points of engagement with the worm wheel, two parallel forces occur in the plane of rotation of the worm wheel transmitted from the worm shafts to the worm wheel. If the forces are equal in absolute value but different in direction - the worm wheel and the multicopter rotates in place, if the forces are equal in absolute value and coincide in direction - the worm wheel (and the multicopter) moves along the worm shafts without rotation, in other cases there will be a combination of rotation the worm wheel with its movement along the worm shafts. The worm wheel can be made in the form of a bevel gear, a cylindrical worm wheel with a recess of the surface of the tooth teeth (terms according to GOST 18498-89) or a "skirt" in the form of a disk with a diameter larger than the diameter of the worm wheel located on the worm wheel from the side of the sliding plane. The compression and expansion of the grippers is carried out by means of a separate electric motor. The multicopter docking unit and the receiving docking device can be made either in the form of a plate with a counter electromagnet, or in the form of a latch, a grip, or any other system. The positioning of the object can be carried out before the docking mount is brought into action. Grips with worm shafts can be made to move in the horizontal plane for additional fixation, to tighten the docking device to the holding means, for this purpose, the grips can be attached to a lead screw operating from a separate electric motor. The mechanism that drives the grips can be any.
Claims
1. Стыковочная система беспилотного летательного аппарата, содержащая установленную на стыкуемом объекте стыковочную штангу с устройством стыковки и приемное стыковочное устройство, отличающаяся тем, что на стыковочной штанге непосредственно за устройством стыковки закреплено червячное колесо, выполненное с возможностью совмещения с установленным на приемном стыковочном устройстве средством позиционирования, состоящем из двух захватов, каждый из которых состоит из верхнего и нижнего рычагов, при этом на каждой паре верхних и на каждой паре нижних рычагов параллельно друг другу установлены червячные валы, выполненные с возможностью передачи усилий на вышеуказанное червячное колесо. 1. The docking system of an unmanned aerial vehicle, comprising a docking rod with a docking device installed on a docked object and a receiving docking device, characterized in that a worm wheel is mounted on the docking rod directly behind the docking device, adapted to be combined with a positioning device mounted on the docking dock consisting of two grippers, each of which consists of upper and lower levers, while on each pair of upper and on each second pair of lower arms mounted parallel to each other worm shafts arranged to transmit forces to the above worm wheel.
2. Стыковочная система по п. 1 , отличающаяся тем, что червячные валы приводятся во вращение электродвигателями. 2. The coupling system according to claim 1, characterized in that the worm shafts are driven by electric motors.
3. Стыковочная система по п. 1 , отличающаяся тем, что захваты выполнены с возможностью сжатия и разжатия.
3. The docking system according to claim 1, characterized in that the grips are made with the possibility of compression and expansion.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018113626 | 2018-04-13 | ||
| RU2018113626A RU2680555C1 (en) | 2018-04-13 | 2018-04-13 | Unmanned aerial vehicle docking system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2019199202A1 true WO2019199202A1 (en) | 2019-10-17 |
Family
ID=65479375
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2019/000171 WO2019199202A1 (en) | 2018-04-13 | 2019-03-20 | Unmanned aircraft docking system |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2680555C1 (en) |
| WO (1) | WO2019199202A1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11008102B2 (en) * | 2018-10-16 | 2021-05-18 | Bell Textron Inc. | Maneuverable capture apparatus for airborne deployment and retrieval of parasite aircraft |
| US11053008B2 (en) | 2018-10-16 | 2021-07-06 | Bell Helicopter Textron Inc. | Parasite aircraft for airborne deployment and retrieval |
| US11104439B2 (en) | 2018-10-16 | 2021-08-31 | Bell Textron Inc. | System and method for deployment and retrieval of parasite aircraft |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4588150A (en) * | 1982-04-23 | 1986-05-13 | Erno-Raumfahrttechnik Gmbh | Docking device for space vehicle |
| RU2490183C1 (en) * | 2012-03-07 | 2013-08-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" | Spacecraft docking device |
| RU2562467C2 (en) * | 2013-08-06 | 2015-09-10 | Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" | Mechanical lever lock (versions) |
| RU2582743C1 (en) * | 2014-12-02 | 2016-04-27 | Дмитрий Сергеевич Дуров | Aircraft vertical take-off system |
| US9387928B1 (en) * | 2014-12-18 | 2016-07-12 | Amazon Technologies, Inc. | Multi-use UAV docking station systems and methods |
-
2018
- 2018-04-13 RU RU2018113626A patent/RU2680555C1/en active
-
2019
- 2019-03-20 WO PCT/RU2019/000171 patent/WO2019199202A1/en active Application Filing
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4588150A (en) * | 1982-04-23 | 1986-05-13 | Erno-Raumfahrttechnik Gmbh | Docking device for space vehicle |
| RU2490183C1 (en) * | 2012-03-07 | 2013-08-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" | Spacecraft docking device |
| RU2562467C2 (en) * | 2013-08-06 | 2015-09-10 | Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" | Mechanical lever lock (versions) |
| RU2582743C1 (en) * | 2014-12-02 | 2016-04-27 | Дмитрий Сергеевич Дуров | Aircraft vertical take-off system |
| US9387928B1 (en) * | 2014-12-18 | 2016-07-12 | Amazon Technologies, Inc. | Multi-use UAV docking station systems and methods |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11008102B2 (en) * | 2018-10-16 | 2021-05-18 | Bell Textron Inc. | Maneuverable capture apparatus for airborne deployment and retrieval of parasite aircraft |
| US11053008B2 (en) | 2018-10-16 | 2021-07-06 | Bell Helicopter Textron Inc. | Parasite aircraft for airborne deployment and retrieval |
| US11104439B2 (en) | 2018-10-16 | 2021-08-31 | Bell Textron Inc. | System and method for deployment and retrieval of parasite aircraft |
| US11548608B2 (en) | 2018-10-16 | 2023-01-10 | Textron Innovations Inc. | Parasite aircraft for airborne deployment and retrieval |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2680555C1 (en) | 2019-02-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2019199202A1 (en) | Unmanned aircraft docking system | |
| US10988257B2 (en) | Aircraft-retrieval system | |
| CN105366041B (en) | More rotor structures applied to unmanned plane | |
| US10836470B2 (en) | Lopsided payload carriage gimbal for air and water-borne vehicles | |
| US4173324A (en) | Coupling device for moving vehicles | |
| US20200140082A1 (en) | Parasail-assisted systems and methods for launching and retrieving a fixed-wing aircraft into and from free flight | |
| CN203246584U (en) | Drive device for aircraft using tripod, landing gear and aircraft | |
| DE102009001759A1 (en) | locking system | |
| CN105366048A (en) | Multi-rotor unmanned aerial vehicle | |
| CN111071494A (en) | Space capturing butt joint mechanism | |
| CN108312137A (en) | UAV Landing docking mechanism based on multi-joint mechanical arm | |
| CN208305055U (en) | UAV Landing docking facilities based on multi-joint mechanical arm | |
| CN105366032A (en) | Unmanned aerial vehicle with folding assemblies | |
| WO2018076470A1 (en) | Unmanned aerial vehicle | |
| CN114789801A (en) | Universal joint type space camera ground aiming mechanism | |
| US11661194B2 (en) | Power transmission system | |
| CN205273836U (en) | Be applied to unmanned aerial vehicle's coupling mechanism | |
| CN205045003U (en) | Novel unmanned aerial vehicle camera installing support device | |
| CN103803070A (en) | Engineering rotor-type unmanned aircraft | |
| CN214772149U (en) | Multi-degree-of-freedom mechanical arm and satellite detection device | |
| EP3546354A1 (en) | Apparatus and method for removing main rotor blades from main rotor hub yoke | |
| RU2403182C1 (en) | Unmanned aerial system | |
| EP3983292A1 (en) | Single-actuator rotational deployment mechanism for multiple objects | |
| CN108216618B (en) | A kind of motor verts lockable mechanism and unmanned plane | |
| CN109641655A (en) | Intersection with symmetric figure wobbler inverts rotor craft |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 19786013 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 32PN | Ep: public notification in the ep bulletin as address of the adressee cannot be established |
Free format text: NOTING OF LOSS OF RIGHTS PURSUANT TO RULE 112(1) EPC (EPO FORM 1205A DATED 24.02.2021) |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 19786013 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |