WO2023060326A1 - Disposição aplicada em plataforma com auto-nivelamento para pousos e decolagens de veículo aéreo não tripulado - Google Patents
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Definitions
- This utility model patent application belongs to the segment of devices and accessories for operating unmanned aerial vehicles, more specifically those identified as "Drone”.
- the solution presents an extremely versatile platform for carrying out landings and takeoffs for drones in multiple types of terrain.
- the Drone is an unmanned aerial vehicle (UAV) that has a flight control, being able to receive commands through radio frequency, infrared and even missions previously defined by GNSS coordinates (Global Navigation Satellite System). Its appearance is reminiscent of mini helicopters, with some models being replicas of jets, quadcopters (four propellers) and even models with eight propellers or that use fuel for their flight.
- UAV unmanned aerial vehicle
- Drone in English means “drone” and, due to its buzzing when flying, it ended up being popularly adopted to name the aircraft.
- nomenclatures usually vary according to their purpose of use.
- VANT is presented as the official terminology according to the Brazilian air transport regulatory bodies. However, in Brazil, any aircraft designed for operations without pilots is characterized as a UAV, in accordance with the relevant legislation, Air Information Circular AIC N 21/10.
- the Unmanned Aerial Vehicle has commercial purposes or scientific research and experiments. In addition, for a drone to be considered a UAV, it must have a payload on board, not influencing its operation, such as a camera or product packaging.
- a payload on board not influencing its operation, such as a camera or product packaging.
- Drones in particular, give a broad view of the crop, allowing the producer to identify the points that need more attention. In this way, it becomes possible to apply inputs at these points, avoiding product waste and also reducing the environmental impact.
- drones when taking off and landing on uneven ground, are subject to some inconveniences that may affect their performance and lifespan, such as dust caused by propellers in high rotation, obstacles on the ground that may cause overturns upon landing or even electromagnetic interference. That is, the lack of a clean and smooth base could lead the vehicle to get stuck on a branch in an environment with undergrowth.
- the Chinese document No. CN 109335012 reveals a "LANDING PLATFORM FOR DRONES" comprising a support plate.
- the support legs are connected to the four corners of the bottom of the support plate and hinged to the support plate, the fixed parts are arranged at the bottom of the support legs and are in interference fit with the support legs, fixed holes are formed by parts, a rectangular cavity is formed in the middle of the support plate, an intermediate table is built into the rectangular cavity of the support plate, and the intermediate table is shaped like a grid.
- the drone landing pad has the advantages that the damping effect can be provided for the landing of a drone, and the phenomenon that the drone is damaged due to friction with the ground in the process of landing is avoided.
- Canadian document n-CA 2971886 describes a "PORTABLE DRONE LANDING PLATFORM" in which it provides a portable landing platform for a multi-rotor drone, comprising: a landing surface, the landing surface comprising two sections connected by a folding mechanism operative to allow the landing surface to fold into two parts; a plurality of legs, each leg attached to an underside of the support surface such that the legs support the support surface when unfolded; and a handle, the handle integrated into the support surface and sized to be held in a single hand by a user, whereby the portable support platform can be folded and unfolded by a single user.
- the platform consists of a flat surface (plank) with four support legs that adjust according to the type of environment and relief, such legs can be extended and retracted according to the need of the ground by controlled actuators by a control module.
- This platform for landing and taking off drones not only takes into account the mechanical and functional qualities, but also the shape, layout and strategic location of its parts and components which, correctly positioned, brought an increase in efficiency without entailing no burden to its users.
- Fig. 1 illustrates an image of the completely closed platform, which becomes a suitcase for transportation
- Fig. 2 shows an image of the semi-open platform, where it is possible to visualize his feet still retracted
- Fig. 3 reveals a perspective image of the fully open platform, with its feet already extended and ready to receive a drone, whether for landing or takeoff;
- Fig. 4 presents a lateral image of the platform where it is possible to full view of the buttons
- Fig. 5 brings an illustration of the platform in use, being positioned on the ground in a versatile way and adjusted to the conditions of the same, and also receiving the landing of a drone in a safe way.
- this patent refers to the "LAYOUT APPLIED ON A SELF-LEVELING PLATFORM FOR LANDINGS AND TAKEOFFS OF AN UNMANNED AIR VEHICLE", and conceives a rigid and foldable flat board (1) in its upper part, and this board (1) at its lower base has cutouts (6) for collecting the legs (3). These legs (3) can be retracted and/or extended easily through the buttons (11), located on the side of the board (1).
- the buttons (11) have the function of turning the platform on or off, extending or retracting the legs (3), leveling the platform and interrupting the movement of the movable rods (9).
- the movement of the actuators (10) that control the movable rods (9) is automated. Whenever the platform is placed on uneven or inclined terrain, it is possible to level the platform using the buttons (11).
- the control module (2) that is inserted inside the board (1) contains sensors of the accelerometer and gyroscope type that allow measuring the inclination of the platform and sending a signal to the actuators, so that they move the movable rods (9) enough for the platform to be completely leveled with the ground (7), thus allowing a safe landing for the drone (5).
- the shoes (8), located at the bottom of the legs (3) are curved to always ensure that there is a point of contact between them and the ground (7), and are coated with non-slip material.
- the platform has a handle (4) on its side so that when the platform is in disuse, it can be easily handled and transported, showing all its versatility to the individual needs of each user.
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Abstract
O presente pedido de patente de modelo de utilidade pertence ao segmento dos dispositivos e acessórios para operação de veículos aéreos não tripulados, mais especificamente aqueles identificados como "Drone"; a solução apresenta uma plataforma extremamente versátil para a realização de pousos e decolagens para drones em múltiplos tipos de terrenos.
Description
"DISPOSIÇÃO APLICADA EM PLATAFORMA COM AUTO-NIVELAMENTO PARA POUSOS E DECOLAGENS DE VEÍCULO AÉREO NÃO TRIPULADO".
CAMPO TÉCNICO DA INVENÇÃO
[001] O presente pedido de patente de modelo de utilidade pertence ao segmento dos dispositivos e acessórios para operação de veículos aéreos não tripulados, mais especificamente aqueles identificados como "Drone". A solução apresenta uma plataforma extremamente versátil para a realização de pousos e decolagens para drones em múltiplos tipos de terrenos.
HISTÓRICO DA INVENÇÃO
[002] O Drone é um veículo aéreo não tripulado (VANT) que possui um controle de voo, podendo receber comandos por meio de radiofrequência, infravermelho e, até mesmo, missões definidas de forma prévia por coordenadas GNSS (Global Navigation Satellite System). Sua aparência remete a de mini helicópteros, tendo alguns modelos sendo réplicas de jatos, quadcopters (quatro hélices) e até mesmo modelos com oito hélices ou que utilizam combustível para seu voo.
[003] Drone em inglês significa "zangão” e, devido ao seu zumbido ao voar, e acabou sendo adotado popularmente para nomear a aeronave. Entretanto, no Brasil, existem outros termos relacionados à aeronave, porém tais nomenclaturas costumam variar conforme seu propósito de uso.
[004] VANT é apresentada como a terminologia oficial segundo os órgãos reguladores brasileiros do transporte aéreo. Contudo, no Brasil, é caracterizado como VANT qualquer aeronave projetada para operações sem pilotos, de acordo com a legislação pertinente, Circular de Informações Aéreas AIC N 21/10. O Veículo Aéreo Não Tripulado possui fins comerciais ou de pesquisa científica e experimentos. Além disso, para um drone ser considerado um VANT, é necessário este possuir carga útil embarcada, não influenciando em seu funcionamento, como por exemplo, uma câmera ou uma embalagem de produto.
[005] Nos últimos anos, temos observado o avanço da utilização de drones para múltiplas atividades que necessitam de escaneamento aéreo de estruturas em solo, tais como: análise de volumetria do solo, acompanhamento de grandes obras, engenharia reversa de equipamentos, agricultura de precisão, entre diversas outras atividades.
[006] No campo, por exemplo, a tecnologia já é uma realidade que vem constantemente transformando o agronegócio. A chamada agricultura de precisão tem exatamente este objetivo: tornar este trabalho mais produtivo e assertivo.
[007] O alinhamento entre o conhecimento do homem do campo e as infinitas possibilidades fornecidas por sistemas e equipamentos tecnológicos aperfeiçoou os resultados nas lavouras de diversas culturas, impactando também na qualidade da produção. A influência climática na natureza tem grande impacto no dia a dia do campo e, assim, quanto menor for à dependência desses eventos de forma imprevisível, melhor e mais assertiva será a tomada de decisão.
[008] Os drones, em especial, dão uma visão ampla da lavoura, permitindo ao produtor identificar os pontos que precisam de maior atenção. Dessa forma, torna-se possível aplicar insumos nestes pontos, evitando o desperdício do produto e também diminuindo o impacto ambiental.
[009] Outro ponto possibilitado pelo uso de drones no agro é a ampliação da uniformidade da produtividade, já que os equipamentos podem detectar as falhas em tempo e corrigi-las rapidamente. Por meio do uso de drones, torna-se possível fazer a contagem das plantas, o que dá maior controle quanto às possibilidades da safra para o produtor. Por fim, o uso deste equipamento na agricultura de precisão também facilita a identificação de pragas, doenças e plantas daninhas, como a cigarrinha-do-milho, a larva-alfinete, entre outras. Portanto, é conclui-se que é indiscutível a necessidade dos drones nos dias atuais, tendo em vista que os mesmos são capazes de proporcionar imagens aéreas e, consequentemente revelar o que até então não estava sendo visto através de uma análise crua e térrea.
ESTADO DA TÉCNICA
[010] Ocorre que os drones ao decolarem e pousarem em um solo irregular estão sujeitos a sofrerem com alguns inconvenientes que podem afetar o seu desempenho e sua vida útil, como por exemplo, a poeira causada pelas hélices em alta rotação, obstáculos no solo que podem causar tombamentos no momento do pouso ou até mesmo interferência eletromagnética. Ou seja, a inexistência de uma base limpa e lisa poderá levar o veículo a ficar preso em algum galho de um ambiente com vegetação rasteira.
[011] No mercado é possível encontrar já algumas bases rígidas, ocorre que, justamente pelo fato de serem rígidas e estáticas, estão não se adequam ao releva nas quais estão inseridas, e isto pode causar principalmente problemas na hora do pouso, pois se a plataforma não estiver alinhada, quando o drone descer na vertical para pouco, ele pode não conseguir pousar, tombar ou até mesmo sofrer algum dano mecânico.
[012] Em pesquisa realizada em bancos de dados especializados foram encontrados documentos que se aproximam do campo técnico da presente solução, tais como, o documento brasileiro de n- BR 10 2016 007081-3 que trata de um "SISTEMA LOGÍSTICO DE ENTREGA DE MERCADORIAS", e descreve um sistema que compreende uma plataforma telescópica de tamanho variável de acordo com a demanda da região, de modo que essa plataforma telescópica será suportada por tubos ou canaletas fixadas a partir do chão, podendo variar, e darão sustentação à plataforma que terá uma base fixada chão e ao ser acionada por aplicativo, manualmente, ou por correia por sistema mecânico ou até mesmo hidráulico em painel, esta subirá ao topo onde estará pronta para receber a chegada do drone para retirar ou depositar a caixa transportada. A finalidade é dar segurança as entregas e retiradas das caixas a serem transportadas por drones. As plataformas telescópicas elevatórias, "os dronepoints", poderão ser elevados manualmente ou mecanicamente através de aplicação de automação que será interligada na rede internet.
[013] Já o documento chinês de n- CN 109335012 revela uma "PLATAFORMA DE POUSO PARA DRONES" que compreende uma placa de suporte. As pernas de suporte
são conectadas aos quatro cantos da parte inferior da placa de suporte e articuladas à placa de suporte, as partes fixas são dispostas na parte inferior das pernas de suporte e estão em ajuste de interferência com as pernas de suporte, orifícios fixos são formados por partes, uma cavidade retangular é formada no meio da placa de suporte, uma mesa intermediária é embutida na cavidade retangular da placa de suporte e a mesa intermediária tem o formato de uma grade. A plataforma de pouso do drone tem as vantagens de que o efeito de amortecimento pode ser fornecido para o pouso de um drone, e o fenômeno de que o drone é danificado devido ao atrito com o solo no processo de pouso é evitado.
[014] O documento canadense de n- CA 2971886 descreve uma "PLATAFORMA DE ATERRISAGEM DE DRONE PORTÁTIL" no qual fornece uma plataforma de aterrissagem portátil para um drone de múltiplos rotores, compreendendo: uma superfície de aterrissagem, a superfície de aterrissagem compreendendo duas seções conectadas por um mecanismo de dobramento operativo para permitir que a superfície de aterrissagem se dobre em duas partes; uma pluralidade de pernas, cada perna fixada a um lado inferior da superfície de suporte de modo que as pernas suportem a superfície de suporte quando desdobrada; e uma alça, a alça integrada na superfície de suporte e dimensionada para ser segurada em uma única mão por um usuário, em que a plataforma de suporte portátil pode ser dobrada e desdobrada por um único usuário.
[015] Apesar de este documento revelar uma solução que também poderá ser dobrada ao meio para melhorar o seu transporte, claramente é possível observar que esta é a única similaridade com a solução ora apresentada, tendo em vista que seus pés são estáticos e não possuem tecnologia alguma para se alto nivelarem, portanto podemos considera-la como estática e, que proporciona ao consumidor justamente o problema que relatamos acima, de não conseguir se posicionar no solo de forma adequada.
[016] Por fim, citamos o documento americano de n^ US 11040782 que apresenta uma "PLATAFORMA DE DRONE DE NIVELAMENTO AJUSTÁVEL", e que traz consigo um dispositivo de plataforma portátil que compreende um corpo central e uma pluralidade de pernas localizadas no corpo central perto de uma extremidade distal do
corpo central e espaçada radialmente em torno do corpo central, em que as pernas são configuradas para colocação em uma superfície. Uma junta esférica é montada em sua extremidade destilada a uma extremidade proximal do corpo central e uma plataforma é configurada para ser fixada a uma extremidade proximal da junta esférica e configurada para ser ajustável a uma posição horizontalmente nivelada e verticalmente prumo.
[017] Apesar de na nomenclatura aparentemente a solução acima descrever uma solução próxima a aquela que está sendo pleiteada, ao analisarmos o documento descrito na patente americana, verificamos que a solução é totalmente manual, o próprio usuário deverá identificar o solo irregular e fazer com suas próprias mãos o nivelamento das pernas/suportes a fim de que estes consigam estabilizar a plataforma e deixa-la em condições de receber o pouso do drone, ou seja, totalmente diferente daquela apresentada neste pedido de patente de modelo de utilidade, que traz uma solução completamente versátil e automatizada por si só. Além disso, a mesma deverá ser completamente desmontada depois, embalada e transportada, ou seja, o oposto daquilo que temos pleiteado, que o usuário ao finalizar o seu trabalho poderá apenas "fechar" a plataforma e a mesma se torna um maleta leve, que poderá ser facilmente transportada para quaisquer lugares.
[018] Assim, é fato que os documentos citados nos parágrafos acima, apesar de pertencerem ao mesmo campo de aplicação, não apresentam nenhuma das características do objeto ora aperfeiçoado garantindo, assim, que o mesmo atenda aos requisitos legais de patenteabilidade.
BREVE DESCRITIVO DA I NVENÇÃO
[019] Levando em conta todos os problemas que foram apresentados no estado da técnica, o inventor, que possui notório conhecimento sobre o setor, criou e desenvolveu a referida "DISPOSIÇÃO APLICADA EM PLATAFORMA COM AUTO- NIVELAMENTO PARA POUSOS E DECOLAGENS DE VEÍCULO AÉREO NÃO TRIPULADO", que visa permitir pousos seguros dos drones em terrenos irregulares, pois a mesma diminui o risco de impacto dos rotores de um drone com a vegetação rasteira e/ou
outros obstáculos que podem estar no solo. Além disso, as pernas de apoio que são ajustáveis permitem que o drone possa pousar em uma superfície plana mesmo em terrenos com declive.
[020] Basicamente, a plataforma consiste em uma superfície plana (prancha) com quatro pernas de apoio que se ajustam de acordo com o tipo de ambiente e relevo, tais pernas podem ser estendidas e recolhidas de acordo com a necessidade do solo por atuadores controlados por um módulo de controle.
[021] Esta plataforma para pousos e decolagens de drones não leva em conta apenas as qualidades mecânicas e funcionais, mas também a forma, a disposição e a localização estratégica de suas partes e componentes que, corretamente posicionados, trouxeram um aumento de eficiência sem acarretar ônus algum aos seus usuários.
[022] É de se compreender que a presente plataforma desenvolvida para a aplicação da técnica em questão é simples em sua construtividade, sendo, portanto, de fácil exequibilidade industrial, logo, são obtidos excelentes resultados práticos e funcionais.
DESCRIÇÃO DAS FIGURAS
[023] A complementar a presente descrição de modo a obter uma melhor compreensão das características do presente invento e de acordo com uma preferencial realização prática do mesmo, acompanha a descrição, em anexo, um conjunto de desenhos, onde, de maneira exemplificada, embora não limitativa, se representou seu funcionamento:
A Fig. 1 ilustra uma imagem da plataforma completamente fechada, no qual se torna uma maleta para seu transporte;
A Fig. 2 mostra uma imagem da plataforma semiaberta, onde é possível visualizar seus pés ainda retraídos;
A Fig. 3 revela uma imagem em perspectiva da plataforma totalmente aberta, com seus pés já estendidos e, pronta para receber um drone, seja para pouso ou uma decolagem;
A Fig. 4 apresenta uma imagem lateral da plataforma onde é possível a
visualização total dos botões; e
A Fig. 5 traz uma ilustração da plataforma em uso, sendo posicionada em solo de forma versátil e ajustada as condições do mesmo e, também recebendo o pouso de um drone de forma segura.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
[024] Com referência aos desenhos ilustrados, a presente patente de invenção se refere à "DISPOSIÇÃO APLICADA EM PLATAFORMA COM AUTO-NIVELAMENTO PARA POUSOS E DECOLAGENS DE VEÍCULO AÉREO NÃO TRIPULADO", e concebe uma prancha plana rígida e dobrável (1) em sua parte superior, sendo que esta prancha (1) em sua base inferior possui recortes (6) para recolhimento das pernas (3). Estas pernas (3) podem ser recolhidas e/ou estendidas facilmente através dos botões (11), localizados na lateral da prancha (1). Os botões (11) possuem a função de ligar ou desligar a plataforma, estender ou recolher as pernas (3), nivelar a plataforma e interromper o movimento das hastes móveis (9).
[025] O movimento dos atuadores (10) que controlam as hastes móveis (9) é automatizado. Sempre que a plataforma for colocada em um terreno irregular ou inclinado, é possível nivelar a plataforma utilizando os botões (11). O módulo de controle (2) que está inserido na parte interna da prancha (1) contém sensores do tipo acelerômetro e giroscópio que permitem medir a inclinação da plataforma e enviar um sinal para os atuadores, para que eles movam as hastes móveis (9) o suficiente para que a plataforma fique totalmente nivelada ao solo (7), permitindo assim um pouso seguro para o drone (5).
[026] As sapatas (8), localizadas na parte inferior das pernas (3) são curvas para sempre garantir que haja um ponto de contato entre elas e o solo (7), e são revestidas de material antiderrapante.
[027] Além disso, a plataforma possui em sua lateral uma alça (4) para que quando a plataforma estiver em desuso à mesma possa ser facilmente manuseada e transportada, mostrando toda a sua versatilidade as necessidades individuais de cada usuário.
[028] É certo que quando o presente invento for colocado em prática, poderão ser introduzidas modificações no que se refere a certos detalhes de construção e forma, sem que isso implique afastar-se dos princípios fundamentais que estão claramente substanciados no quadro reivindicatório, ficando assim entendido que a terminologia empregada não teve a finalidade de limitação.
Claims
1. Disposição aplicada em plataforma com auto-nivelamento para pousos e decolagens de veículo aéreo não tripulado caracterizada por compreender:
• uma prancha rígida e dobrável (1);
• um módulo de controle (2) compreendendo sensores para medição da inclinação da plataforma;
• uma pluralidade de pernas (3), que compreendem:
- hastes móveis (9) que são controladas por atuadores (10); e
- sapatas (8) localizadas na parte inferior das pernas (3); e
• botões (11) que possuem a função de ligar ou desligar a plataforma, estender ou recolher as pernas (3), nivelar a plataforma e/ou interromper o movimento das hastes móveis (9).
2. Disposição aplicada em plataforma, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pela prancha rígida e dobrável (1) compreender uma alça (4) na parte lateral da prancha (1) para transporte e manuseio.
3. Disposição aplicada em plataforma, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pela prancha rígida e dobrável (1) possuir recortes (6) para recolhimento das pernas (3).
4. Disposição aplicada em plataforma, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelos botões (11) estarem localizados na lateral da prancha (1).
5. Disposição aplicada em plataforma, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo movimento dos atuadores (10) que controlam as hastes móveis (9) ser automatizado, sendo possível nivelar a plataforma utilizando os botões (11).
6. Disposição aplicada em plataforma, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo módulo de controle (2) compreender acelerômetro e/ou giroscópio.
7. Disposição aplicada em plataforma, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo módulo de controle (2) enviar um sinal para os atuadores (10), para que eles movam as hastes móveis (9) o suficiente para que a plataforma fique nivelada ao solo (7).
8. Disposição aplicada em plataforma, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelas sapatas (8) serem curvas para que haja um ponto de contato entre elas e o solo (7).
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