RU237242U1 - Unmanned aerial vehicle - Google Patents
Unmanned aerial vehicleInfo
- Publication number
- RU237242U1 RU237242U1 RU2023134627U RU2023134627U RU237242U1 RU 237242 U1 RU237242 U1 RU 237242U1 RU 2023134627 U RU2023134627 U RU 2023134627U RU 2023134627 U RU2023134627 U RU 2023134627U RU 237242 U1 RU237242 U1 RU 237242U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- housing
- frame
- aircraft
- composite materials
- aerial vehicle
- Prior art date
Links
Abstract
Полезная модель относится к беспилотным и управляемым летательным аппаратам транспортного типа с возможностью вертикального взлета и посадки. Конструктивное исполнение спроектировано таким образом, что предусматривает полет аппарата с различными типами полезной нагрузки. Несущая рама для привязного/автономного беспилотного летательного аппарата на базе квадрокоптера содержит горизонтальные лопастные движители (винты) с бесколлекторными двигателями. Несущая Х-образная рама, изготовленная из композиционных материалов, имеет внешнюю форму в виде прямоугольника с отходящими от нее лучами. На раму крепится корпус из композитных материалов, защищающий расположенные внутри него электронные компоненты от внешнего воздействия. Корпус в сочетании с отсеком аккумулятора обеспечивают заданные аэродинамические характеристики летательного аппарата. На корпусе размещены индикаторы, информирующие о текущем состоянии летательного аппарата. Техническим результатом полезной модели является улучшение аэродинамических свойств корпуса аппарата за счет применения корпуса из композитных материалов с перфорациями. 2 ил. The utility model relates to unmanned and controlled transport-type aerial vehicles capable of vertical takeoff and landing. The design is adapted to accommodate flight with various payloads. The supporting frame for a tethered/autonomous quadcopter-based unmanned aerial vehicle contains horizontal blade propellers with brushless motors. The supporting X-shaped frame, made of composite materials, has a rectangular external shape with radial arms extending from it. A composite housing is attached to the frame, protecting the electronic components located within from external influences. The housing, in combination with the battery compartment, ensures the specified aerodynamic characteristics of the aircraft. Indicators are located on the housing, providing information on the current state of the aircraft. The technical result of the utility model is to improve the aerodynamic properties of the aircraft housing through the use of a housing made of perforated composite materials. 2 fig.
Description
Полезная модель относится к авиационной технике, в частности к беспилотным и управляемым летательным аппаратам транспортного типа с возможностью вертикального взлета и посадки, выполненных на базе квадрокоптера.The utility model relates to aviation technology, in particular to unmanned and controlled transport-type aerial vehicles with the ability to take off and land vertically, based on a quadcopter.
Существует беспилотный летательный аппарат (RU 2666493 С1 МПК В64С 27/08 В64С 39/02, опубликовано 07.09.2018), состоящий из центральной платформы, на концах осей, вторые концы которых жестко закреплены на ней и ориентированы относительно ее центра, жестко закреплены, по крайней мере, восемь электродвигателей с соосными воздушными винтами с контролируемой частотой вращения. Рядом расположенные двигатели имеют встречное направление вращения, электродвигатели связаны с аккумуляторной батареей и маршрутной вычислительной системой - полетным контроллером и контроллерами моторов, мобильным пультом управления и контроля, системой видеонаблюдения и приемником GPS-навигации. Кроме того, электродвигатели с винтами установлены внутри колец, аэродинамический профиль которых обращен к концевым частям винтов, которые вращаются в кольце с относительным зазором 0,45-1,5% от диаметра кольца.An unmanned aerial vehicle (RU 2666493 C1 IPC B64C 27/08 B64C 39/02, published 07.09.2018) consists of a central platform with at least eight electric motors with coaxial propellers with controlled rotation speed rigidly mounted at the ends of the axes, the other ends of which are rigidly attached to it and oriented relative to its center. Adjacent motors rotate in opposite directions; the electric motors are connected to a battery and a route computing system—a flight controller and motor controllers, a mobile control and monitoring unit, a video surveillance system, and a GPS navigation receiver. Furthermore, the electric motors and propellers are mounted within rings, the aerodynamic profile of which faces the ends of the propellers, which rotate within the ring with a relative clearance of 0.45-1.5% of the ring diameter.
Однако данный летательный аппарат имеет два недостатка. Первый недостаток заключается в том, что ввиду большой площади колец для воздушных винтов они обладают большим воздушным сопротивлением при движении в горизонтальной плоскости. Второй недостаток заключается в отсутствии возможности группового полета таких аппаратов ввиду отсутствия необходимых устройств для синхронизации движения.However, this aircraft has two drawbacks. The first is that, due to the large surface area of the propeller rings, they create significant drag when moving horizontally. The second drawback is the inability to fly such aircraft in formation due to the lack of the necessary devices for synchronizing movement.
Известен беспилотный летательный аппарат мультироторного типа (RU 183717 U1 МПК В64С 27/00, В64С 39/02, опубликовано 01.10.2018), который выбран в качестве прототипа. Предложенная конструкция аппарата позволяет управлять беспилотным летательным аппаратом по шести степеням свободы, что обеспечивается независимым изменением угла поворота каждого из четырех держателей с пропеллером в пределах ±60°. Электронное бортовое оборудование позволяет беспилотным летательным аппаратам совершать полет в городе или при наличии препятствий, а также совершать групповой полет как по заданной программе в режиме автопилота, так и при ручном управлении. Наличие многоканального коммутатора электронного оборудования позволяет регулировать ее энергообеспечение при выполнении полетного задания для снижения энергозатрат.A multirotor unmanned aerial vehicle (RU 183717 U1 IPC B64C 27/00, B64C 39/02, published October 1, 2018) has been selected as the prototype. The proposed design allows for six degrees of freedom of control, achieved by independently adjusting the rotation angle of each of the four propeller holders within a range of ±60°. The onboard electronics enable the unmanned aerial vehicle to fly in urban areas or obstacle courses, as well as to perform formation flights according to a preset program in both autopilot and manual control modes. A multichannel electronics switch allows for power supply regulation during flight missions to reduce energy consumption.
Рассматриваемый прототип обладает несколькими недостатками, а именно отсутствие выбора типа и возможности оперативной замены полезной нагрузки, сниженные аэродинамические свойства за счет открытой конструкции при размещении модулей на раме и сложность в замене аккумуляторных батарей.The prototype under consideration has several drawbacks, namely the lack of choice of type and the ability to quickly replace the payload, reduced aerodynamic properties due to the open design when placing modules on the frame, and the difficulty in replacing batteries.
Полезная модель направлена на решение задач расширения технических и эксплуатационных возможностей беспилотных летальных аппаратов на базе квадрокоптеров, создание конструкции, обеспечивающей максимальную универсальность аппарата, улучшения аэродинамических свойств аппарата за счет улучшения аэродинамических свойств корпуса аппарата, при этом не теряя в надежности и прочности.The utility model is aimed at solving the problems of expanding the technical and operational capabilities of unmanned aerial vehicles based on quadcopters, creating a design that ensures maximum versatility of the device, improving the aerodynamic properties of the device by improving the aerodynamic properties of the device body, without losing reliability and durability.
Техническим результатом полезной модели является улучшение аэродинамических свойств корпуса аппарата за счет применения корпуса из композитных материалов с перфорацией.The technical result of the utility model is the improvement of the aerodynamic properties of the apparatus body by using a body made of composite materials with perforation.
Технический результат достигается за счет того, что в беспилотном летательном аппарате, содержащем в своей конструкции бесколлекторные двигатели с закрепленными на них воздушными винтами, несущую раму из композиционных материалов, корпус с перфорацией, модуль питания, аккумулятор, регулятор, полетный контроллер, бортовой вычислитель и модуль связи, несущая рама выполнена монолитной вместе с лучами, на которые установлены двигатели в верхней части и опорные ножки в нижней части, а полетный контроллер, бортовой вычислитель, регулятор, модуль питания и модуль связи установлены в центральной части рамы, причем на лучах закреплены накладки таким образом, что между накладкой и рамой образована полость, в которой размещены провода, связывающие регулятор с каждым из двигателей, при этом также на центральной части рамы установлен корпус с перфорацией, в верхней части которого установлен отсек аккумулятора с возможностью отстыковки за счет трапециевидных пазов, выполненных на корпусе аппарата и ответных трапециевидных пазов на съемной крышке отсека аккумулятора и за счет быстросъемного электрического разъемного соединения, один контакт которого закреплен на корпусе аппарата, а ответный контакт на корпусе отсека аккумулятора, к нижней части рамы прикреплена пластина для размещения полезной нагрузки, а на корпусе установлены световые индикаторы.The technical result is achieved due to the fact that in an unmanned aerial vehicle, containing in its design brushless motors with propellers fixed thereto, a supporting frame made of composite materials, a perforated housing, a power module, a battery, a regulator, a flight controller, an on-board computer and a communication module, the supporting frame is made monolithic together with the beams on which the motors are mounted in the upper part and the support legs in the lower part, and the flight controller, the on-board computer, the regulator, the power module and the communication module are mounted in the central part of the frame, and pads are fixed on the beams in such a way that between the pad and the frame a cavity is formed in which wires are placed that connect the regulator with each of the motors, while also on the central part of the frame a perforated housing is installed, in the upper part of which a battery compartment is installed with the possibility of detaching due to trapezoidal grooves made on the body of the device and mating trapezoidal grooves on the removable cover of the battery compartment and due to the quick-release electrical connector, one contact of which is fixed to the body of the device, and the opposite contact to the body of the battery compartment, a plate for placing the payload is attached to the lower part of the frame, and light indicators are installed on the body.
Использование механического разъемного трапециевидного соединения для крепления корпуса аккумулятору к корпусу аппарата, совместно с применением быстросъемного электрического разъемного соединения, позволило надежно фиксировать аккумулятор, уменьшить время замены аккумулятора и в целом улучшить эксплуатационные характеристики аппарата.The use of a mechanical detachable trapezoidal connection to secure the battery housing to the device body, coupled with the use of a quick-release electrical detachable connection, allowed for secure battery fixation, reduced battery replacement time, and overall improved device performance.
Установка пластины в нижней части аппарата позволяет нести различные типы полезной нагрузки.The installation of a plate at the bottom of the apparatus allows it to carry various types of payload.
Использование индикации на корпусе аппарата позволяет оперативно контролировать текущее состояние аппарата.Using the indicators on the device body allows you to quickly monitor the current state of the device.
Сущность полезной модели поясняется фигурами:The essence of the utility model is explained by the figures:
на фиг. 1 показан общий вид собранного аппарата в изометрии;Fig. 1 shows a general view of the assembled apparatus in isometric view;
на фиг. 2 изображен аппарат в разобранном виде в изометрии.Fig. 2 shows the apparatus in disassembled isometric view.
Аппарат состоит из следующих компонентов:The device consists of the following components:
1 - несущая рама из композиционных материалов;1 - supporting frame made of composite materials;
2 - корпус из композиционных материалов;2 - body made of composite materials;
3 - отсек аккумулятора;3 - battery compartment;
4 - крышка отсека аккумулятора;4 - battery compartment cover;
5 - двигатель;5 - engine;
6 - воздушный винт;6 - propeller;
7 - накладка на луч;7 - beam overlay;
8 - ножка;8 - leg;
9 - пластина для размещения полезной нагрузки;9 - plate for placing payload;
10 - стойки для крепления пластины полезной нагрузки;10 - racks for attaching the payload plate;
11 - полетный контроллер;11 - flight controller;
12 - бортовой вычислитель;12 - on-board computer;
13 - регулятор;13 - regulator;
14 - модуль питания;14 - power module;
15 - модуль связи;15 - communication module;
16 - контакт разъемного соединения;16 - detachable connection contact;
17 - ответный контакт разъемного соединения.17 - mating contact of the detachable connection.
Конструкция представляет собой монолитную Х-образную раму (1), содержащую четыре луча расположенные под углом 90 градусов друг к другу. В вершинах лучей предусмотрена установка четырех идентичных двигателей (5), предназначенных для создания подъемной силы за счет вращения движителей, с закрепленными на них воздушными винтами (6). Снизу к раме прикрепляются четыре ножки (8), предназначенные для хранения и обслуживания аппарата. Бесколлекторные двигатели (5) и ножки (8) крепятся к раме (1) при помощи винтов. Различные типы полезной нагрузки крепятся к перфорированной пластине (9), которая соединяется с рамой (1) при помощи стоек (10) и демпфирующих втулок, последние, в свою очередь, позволяют избежать нарушения в работе полезной нагрузки из-за вибраций рамы (1). На каждый из лучей рамы (1) сверху закрепляется накладка (7), в результате между накладкой и рамой образуется полость, в которую размешают провода, передающие энергию от регулятора (13) к каждому из четырех двигателей (5). Размещение необходимой проводки внутри описанной полости обеспечивает ее защищенность от воздействия внешних факторов среды и механических повреждений. Сверху на несущей раме закрепляются полетный контроллер (11), бортовой вычислитель (12), регулятор (13), модуль питания (14) и модуль связи (15), обеспечивающие все необходимые действия для выполнения полетного задания. Сверху на раму (1) закрепляется корпус из композиционных материалов (2), предназначенный для улучшения аэродинамических свойств аппарата, защиты электронных компонентов от внешнего воздействия, при этом на боковых стенках корпуса (2) имеется перфорация, обеспечивавшая дополнительное охлаждение электронных модулей внутри корпуса. В верхней части корпуса имеются четыре отверстия для крепления индикаторов информирующих о состоянии аппарата (например, заряд аккумулятора, связь с оператором и другими аппаратами в сети и т.д.). На корпус (2), при помощи крепления в трапециевидные глухие пазы типа «ласточкин хвост», сзади установлен отсек аккумулятора (3), скрепленный винтами с крышкой отсека аккумулятора (4). В корпусе (2) и отсеке аккумулятора (3) друг напротив друга выполнены отверстия, в которые закреплены коммутационные контакты (16, 17) быстросъемного электрического разъемного соединения для передачи энергии от аккумулятора к регулятору (13) и модулю питания (14). Такой тип крепления совместно с применением быстросъемных разъемов обеспечивает жесткую и надежную фиксацию отсека (3) на аппарате, уменьшает время установки отсека (3), обеспечивает защиту от переполюсовок силовых проводов и улучшает эксплуатационные свойства аппарата в целом. Взаимодействие оператора с аппаратом и аппарата с другими аппаратами в группе обеспечивается через модуль связи (15). Модуль связи (15) взаимодействует с полетным контроллером (11) и бортовым вычислителем (12) через выделенную шину связи. Бортовой вычислитель (12), анализируя информацию, поступающую от оператора, от систем инерциальной, спутниковой навигации и системы автопилота поступающих от полетного контроллера (11), и информации, поступающей от других аппаратов, формирует управлявшие воздействия на полетный контроллер (11), тем самым корректируя его положение в пространстве в соответствии с полетным заданием или указаниями оператора, путем подачи сигналов на регулятор (13). Модуль питания (14) обеспечивает энергией все необходимые части аппарата.The design is a monolithic X-shaped frame (1), containing four beams located at an angle of 90 degrees to each other. At the tops of the beams, four identical motors (5) are installed, designed to generate lift due to the rotation of the thrusters, with propellers (6) attached to them. Four legs (8) are attached to the bottom of the frame, designed for storage and servicing of the apparatus. Brushless motors (5) and legs (8) are attached to the frame (1) using screws. Various types of payload are attached to a perforated plate (9), which is connected to the frame (1) using struts (10) and damping bushings. The latter, in turn, prevent disruption of the payload due to vibrations of the frame (1). A cover plate (7) is secured to the top of each beam of the frame (1), creating a cavity between the cover plate and the frame into which the wires transmitting energy from the regulator (13) to each of the four engines (5) are placed. Placing the necessary wiring inside this cavity ensures its protection from external environmental factors and mechanical damage. The flight controller (11), on-board computer (12), regulator (13), power module (14), and communication module (15) are secured to the top of the supporting frame, ensuring all the actions necessary to perform the flight mission. A housing made of composite materials (2) is secured to the top of the frame (1), designed to improve the aerodynamic properties of the apparatus and protect the electronic components from external influences. The side walls of the housing (2) are perforated, providing additional cooling for the electronic modules inside the housing. The upper part of the housing has four openings for attaching indicators providing information on the state of the apparatus (e.g. battery charge, communication with the operator and other devices in the network, etc.). The battery compartment (3) is mounted on the rear of the housing (2) using trapezoidal blind dovetail grooves and secured with screws to the battery compartment cover (4). The housing (2) and the battery compartment (3) are provided with openings opposite each other, into which the switching contacts (16, 17) of the quick-release electrical connector for transmitting energy from the battery to the regulator (13) and the power module (14) are secured. This type of fastening, together with the use of quick-release connectors, ensures a rigid and reliable fixation of the compartment (3) on the apparatus, reduces the installation time of the compartment (3), ensures protection against reverse polarity of the power wires and improves the operational properties of the apparatus as a whole. Interaction of the operator with the apparatus and the apparatus with other apparatuses in the group is ensured via the communication module (15). The communication module (15) interacts with the flight controller (11) and the on-board computer (12) via a dedicated communication bus. The onboard computer (12), analyzing information received from the operator, from the inertial and satellite navigation systems, and the autopilot system from the flight controller (11), as well as information received from other devices, generates control signals for the flight controller (11), thereby adjusting its position in space in accordance with the flight mission or the operator's instructions, by sending signals to the controller (13). The power module (14) supplies energy to all necessary parts of the device.
При демонтаже ножек (8), пластины (9) и стоек (10) возможно использование аппарата для учебных и тренировочных целей, что существенно повысит время эксплуатации аппарата.By dismantling the legs (8), plate (9) and racks (10), the device can be used for educational and training purposes, which will significantly increase the operating time of the device.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU237242U1 true RU237242U1 (en) | 2025-09-17 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105939927A (en) * | 2015-12-24 | 2016-09-14 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | Quick-detachable structure, multi-rotor unmanned aerial vehicle, assembly, and rotor assembly |
| WO2018101666A1 (en) * | 2016-12-01 | 2018-06-07 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Unmanned aerial vehicle |
| US20180244377A1 (en) * | 2015-09-03 | 2018-08-30 | Joy Yin Chan | Multi-rotor roto-craft flying machine |
| RU183717U1 (en) * | 2018-06-26 | 2018-10-01 | Российская Федерация, от имени которой выступает ФОНД ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ | Multirotor unmanned aerial vehicle |
| CN112124553A (en) * | 2020-10-28 | 2020-12-25 | 广州极飞科技有限公司 | Unmanned vehicles's fuselage assembly and unmanned vehicles who has it |
| RU218475U1 (en) * | 2023-04-20 | 2023-05-29 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение РУСТЕХДРОН" | UNMANNED AERIAL VEHICLE |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20180244377A1 (en) * | 2015-09-03 | 2018-08-30 | Joy Yin Chan | Multi-rotor roto-craft flying machine |
| CN105939927A (en) * | 2015-12-24 | 2016-09-14 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | Quick-detachable structure, multi-rotor unmanned aerial vehicle, assembly, and rotor assembly |
| WO2018101666A1 (en) * | 2016-12-01 | 2018-06-07 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Unmanned aerial vehicle |
| RU183717U1 (en) * | 2018-06-26 | 2018-10-01 | Российская Федерация, от имени которой выступает ФОНД ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ | Multirotor unmanned aerial vehicle |
| CN112124553A (en) * | 2020-10-28 | 2020-12-25 | 广州极飞科技有限公司 | Unmanned vehicles's fuselage assembly and unmanned vehicles who has it |
| RU218475U1 (en) * | 2023-04-20 | 2023-05-29 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение РУСТЕХДРОН" | UNMANNED AERIAL VEHICLE |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11220170B2 (en) | Reconfigurable battery-operated vehicle system | |
| US12492021B2 (en) | Modular unmanned aerial vehicle airframe with structurally integrated yoke and payload assembly | |
| US10155588B2 (en) | Reconfigurable battery-operated vehicle system | |
| KR102655609B1 (en) | VTOL aircraft with fixed-wing and rotary-wing configurations | |
| RU2627220C1 (en) | Vertical takeoff and landing aircraft | |
| CN106143898B (en) | A kind of VTOL tilting rotor fixed wing aircraft | |
| EP1775214A1 (en) | Rapid air quantity generating and wind direction changing device and aircraft having the device mounted on side face of airframe | |
| CN111731475B (en) | Vertical take-off and landing tilting composite wing aircraft | |
| WO2018026754A1 (en) | Multi-craft uav carrier system and airframe | |
| CN107856840B (en) | Aircraft with high takeoff and landing stability | |
| EP3434593B1 (en) | Multipurpose air vehicle | |
| RU2681423C1 (en) | Modular construction of an unmanned aerial vertical for vertical take-off and landing | |
| RU181389U1 (en) | MODULAR DESIGN OF THE UNMANNED AIRCRAFT VERTICAL TAKEOFF AND LANDING WITH COMBINED POWER PLANT | |
| CN105775131A (en) | Unmanned flight vehicle deformable in aerial attitude | |
| KR20220011829A (en) | Module Type Tail-Sitter Vtol UAV Drone | |
| US20130264429A1 (en) | Convertible airplane | |
| RU237242U1 (en) | Unmanned aerial vehicle | |
| RU179906U1 (en) | Modular unmanned aerial vehicle, vertical take-off and landing | |
| CN112623207A (en) | Multi-mode, high-performance rotor unmanned aerial vehicle | |
| RU165581U1 (en) | AVIABIKE | |
| KR101084051B1 (en) | Duct-Type Small Flying Robot | |
| RU236959U1 (en) | Unmanned aerial vehicle | |
| RU2799689C1 (en) | Helicopter-type unmanned aerial vehicle | |
| CN220548894U (en) | Novel amphibious unmanned aerial vehicle | |
| RU2792460C1 (en) | Helicopter-type unmanned aerial vehicle |