RU2710887C1 - Landing place for drone - Google Patents
Landing place for drone Download PDFInfo
- Publication number
- RU2710887C1 RU2710887C1 RU2019113397A RU2019113397A RU2710887C1 RU 2710887 C1 RU2710887 C1 RU 2710887C1 RU 2019113397 A RU2019113397 A RU 2019113397A RU 2019113397 A RU2019113397 A RU 2019113397A RU 2710887 C1 RU2710887 C1 RU 2710887C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- uav
- tiers
- landing platform
- funnels
- guides
- Prior art date
Links
- 235000018290 Musa x paradisiaca Nutrition 0.000 claims description 3
- 240000005561 Musa balbisiana Species 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 description 8
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 6
- 238000013461 design Methods 0.000 description 5
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 5
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 4
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 4
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 3
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 3
- 241000234295 Musa Species 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C25/00—Alighting gear
- B64C25/32—Alighting gear characterised by elements which contact the ground or similar surface
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C39/00—Aircraft not otherwise provided for
- B64C39/02—Aircraft not otherwise provided for characterised by special use
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64F—GROUND OR AIRCRAFT-CARRIER-DECK INSTALLATIONS SPECIALLY ADAPTED FOR USE IN CONNECTION WITH AIRCRAFT; DESIGNING, MANUFACTURING, ASSEMBLING, CLEANING, MAINTAINING OR REPAIRING AIRCRAFT, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; HANDLING, TRANSPORTING, TESTING OR INSPECTING AIRCRAFT COMPONENTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B64F1/00—Ground or aircraft-carrier-deck installations
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к конструкции посадочной площадки стационарных или подвижных автоматических станций для приема, зарядки, хранения и обслуживания многовинтовых беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) и может быть использовано для создания сети обслуживания БПЛА, что позволит выполнять различные задачи с использованием БПЛА, дальность полета которых ограничена емкостью аккумулятора.The invention relates to the design of the landing site of stationary or mobile automatic stations for receiving, charging, storing and servicing multi-rotor unmanned aerial vehicles (UAVs) and can be used to create a UAV maintenance network that will allow you to perform various tasks using UAVs whose flight range is limited by capacity battery.
Зарядка аккумулятора и обслуживание БПЛА в автоматическом режиме требуют точного позиционирования и ориентации БПЛА на посадочной площадке. Неопределенность позиционирования возникает вследствие неточности работы системы управления в процессе посадки, а также под влиянием погодных факторов, таких как порывистый ветер, туман, снег, дождь, которые как правило ухудшают процесс наведения или вводят неточности в последний момент посадки БПЛА, когда система управления уже не в состоянии провести корректировку местоположения садящегося аппарата с необходимой точностью.Automatic battery charging and UAV maintenance require accurate positioning and orientation of the UAV at the landing site. Positioning uncertainty arises due to inaccurate operation of the control system during the landing process, as well as under the influence of weather factors such as gusty wind, fog, snow, rain, which generally impair the guidance process or introduce inaccuracies at the last moment of UAV landing, when the control system is no longer able to carry out the adjustment of the location of the seated apparatus with the necessary accuracy.
Известны автоматические посадочные площадки станции зарядки и обслуживания БПЛА, в которых после посадки на платформу производится корректировка его местоположения каким-либо активным устройством (манипулятором).Automatic landing sites of the UAV charging and maintenance station are known, in which, after landing on the platform, its location is adjusted by some active device (manipulator).
Посадочная платформа автоматической станция, согласно заявке US 2014/0124621 А1, принимает БПЛА на плоскую плоскость. После посадки БПЛА механизм выравнивания перемещает четырьмя планками БПЛА в зону позиционирования, в которой осуществляется зарядка, замена аккумулятора или иной вид обслуживания.The landing platform of the automatic station, according to the application US 2014/0124621 A1, receives UAVs on a flat plane. After landing the UAV, the leveling mechanism moves the four UAV bars into the positioning zone, in which charging, battery replacement or other type of maintenance is carried out.
Посадочная платформа автоматической станция, согласно заявке US 2014/0319272 А1, также принимает БПЛА на плоскую поверхность, однако после этого БПЛА с помощью двух планок выводит аппарат из зоны посадки в зону зарядки и обслуживания.The landing platform of the automatic station, according to the application US 2014/0319272 A1, also receives UAVs on a flat surface, but after this, the UAV with the help of two straps takes the device out of the landing zone into the charging and maintenance zone.
Другой тип посадочных станций содержит пассивные устройства позиционирования БПЛА при приземлении. Точность позиционирования обеспечивается взаимодействием какого-нибудь элемента приземляющегося БПЛА с направляющим элементом посадочной площадки.Another type of landing stations contains passive UAV positioning devices when landing. The positioning accuracy is ensured by the interaction of any element of the landing UAV with the guide element of the landing site.
Посадочная платформа для БПЛА, согласно US D 805,018 S, выполнена по размеру расположения опор БПЛА и имеет вокруг наклонные поверхности. После посадки БПЛА скатывается по этим поверхностям и позиционируется на посадочной платформе.The landing platform for UAVs, according to US D 805,018 S, is made according to the size of the UAV tower supports and has inclined surfaces around it. After landing, the UAV rolls over these surfaces and is positioned on the landing platform.
Автоматическая станция, согласно патенту US 9,139,310 В1, содержит конические углубления (воронки) на посадочной платформе по местам расположения опоры БПЛА. Данная конструкция позиционирует БПЛА, если отклонение от точки посадки не более радиуса воронки в верхней части. Данная конструкция способна принимать аппараты с таким же расположением опор.Automatic station, according to patent US 9,139,310 B1, contains conical recesses (funnels) on the landing platform at the locations of the UAV support. This design positions the UAV if the deviation from the landing point is not more than the radius of the funnel in the upper part. This design is capable of receiving devices with the same arrangement of supports.
Прототипом изобретения является посадочная платформа для БПЛА вертикального взлета и посадки, содержащая установленные соосно вертикальных опор принимаемого БПЛА воронки, установленные ниже воронок направляющие с основаниями, контакты для подключения напряжения для зарядки аккумулятора БПЛА или связи с ним US 20170217323 A1.The prototype of the invention is a landing platform for UAVs of vertical take-off and landing, containing funnels mounted coaxially to the vertical supports of the received UAVs, guides with bases installed below the funnels, contacts for connecting voltage for charging the UAV battery or communicating with it US 20170217323 A1.
Такая посадочная платформа способна посадить БПЛА с точным позиционированием в случае, если каждая опора аппарата попадает в свою воронку. То есть данное устройство допускает отклонение в посадке, равное радиусу верхнего основания конуса воронки. Стремление обеспечить успешную посадку при максимальном отклонении вынуждает выполнять диаметр верхнего основания конуса воронки максимально большим, а это в свою очередь приводит к увеличению глубины конуса и, как следствие, к увеличению клиренса БПЛА или минимальной высоты подвеса груза или камеры на БПЛА. Таким образом, для БПЛА с малым клиренсом или низким подвесом груза данная платформа не может иметь большой глубины воронки, а следовательно, большого радиуса верхнего основания конуса воронки и, соответственно, обеспечить успешную посадку при большом отклонении приземляющегося аппарата.Such a landing platform is capable of landing UAVs with accurate positioning in the event that each support of the device falls into its funnel. That is, this device allows a deviation in landing equal to the radius of the upper base of the funnel cone. The desire to ensure a successful landing with a maximum deviation forces the diameter of the upper base of the cone of the funnel to be made as large as possible, and this in turn leads to an increase in the depth of the cone and, as a result, to an increase in the clearance of the UAV or the minimum height of the suspension of cargo or camera on the UAV. Thus, for a UAV with a small clearance or low load suspension, this platform cannot have a large funnel depth, and therefore, a large radius of the upper base of the funnel cone and, accordingly, ensure a successful landing with a large deviation of the landing apparatus.
Технической задачей изобретения является расширение возможностей посадочной платформы путем обеспечения возможности приема БПЛА с низким клиренсом или низкой посадкой подвешенного груза.An object of the invention is to expand the capabilities of the landing platform by providing the possibility of receiving UAVs with low clearance or low landing of a suspended load.
Упрощение процесса посадки и повышения надежности посадки путем расширения допустимого отклонения при посадке БПЛА, а также обеспечения беспрепятственного спуска опор БПЛА к центру воронки под воздействием силы тяжести без задержек или перекосов БПЛА.Simplification of the landing process and increase of landing reliability by expanding the permissible deviation during UAV landing, as well as providing unimpeded descent of UAV supports to the center of the funnel under the influence of gravity without delays or distortions of the UAV.
Обеспечение возможности использования посадочной платформы на подвижном объекте путем закрепления БПЛА на площадке после посадки.Enabling the use of the landing platform on a moving object by fixing the UAV on the site after landing.
Облегчение и повышение надежности взлета БПЛА с посадочной платформы, за счет подъема БПЛА перед взлетом и катапультированием.Facilitate and increase the reliability of UAV take-off from the landing platform, by raising the UAV before take-off and ejection.
Технический результат достигается тем, что в посадочной платформе беспилотного летального аппарата (БПЛА), содержащей воронки, направляющие и основания, в соответствии с предложенным решением каждая воронка выполнена многоярусной с возможностью телескопического складывания.The technical result is achieved by the fact that in the landing platform of an unmanned aerial vehicle (UAV), containing funnels, guides and bases, in accordance with the proposed solution, each funnel is multi-tiered with the possibility of telescopic folding.
В посадочной платформе ярусы одного уровня всех воронок имеют равные высоты и углы конуса.In the landing platform, tiers of the same level of all funnels have equal heights and angles of the cone.
В посадочной платформе высоты ярусов разных уровней могут быть равными. В посадочной платформе высоты ярусов разных уровней могут быть различными. В посадочной платформе углы конусов ярусов разных уровней могут быть равными. В посадочной платформе углы конусов ярусов разных уровней могут быть различными.In the landing platform, the heights of tiers of different levels can be equal. In the landing platform, the heights of the tiers of different levels can be different. In the landing platform, the angles of the cones of the tiers of different levels can be equal. In the landing platform, the angles of the cones of the tiers of different levels can be different.
В посадочной платформе направляющие отделены от нижних ярусов воронок.In the landing platform, the guides are separated from the lower tiers of the funnels.
В посадочной платформе основания выполнены подвижными.In the landing platform, the bases are movable.
В посадочной платформе верхние сечения всех воронок выполнены одной геометрической формы.In the landing platform, the upper sections of all funnels are made of the same geometric shape.
В посадочной платформе все ярусы воронок могут быть выполнены подвижными, а направляющие выполнены неподвижными.In the landing platform, all tiers of the funnels can be made movable, and the guides are made stationary.
В посадочной платформе может быть один из ярусов воронок выполнен неподвижным, остальные ярусы и направляющие выполнены подвижными.In the landing platform, one of the tiers of the funnels can be made stationary, the remaining tiers and guides are made movable.
В посадочной платформе ярусы одного уровня всех воронок, направляющие и основания могут быть соединены между собой и иметь линейные приводы.In the landing platform, tiers of one level of all funnels, guides and bases can be interconnected and have linear drives.
В посадочной платформе ярусы одного уровня всех воронок, направляющие и основания могут быть установлены на единые плиты и соединены с актуаторами линейных перемещений.In the landing platform, tiers of one level of all funnels, guides and bases can be installed on a single plate and connected to actuators of linear movements.
В посадочной платформе на каждый ярус, направляющую и основание могут быть установлены датчики определения касания опор БПЛА.In the landing platform, sensors for detecting the touch of UAV support can be installed on each tier, guide and base.
В посадочной платформе, по крайней мере, один из ярусов может быть установлен с принижением линии стока.In the landing platform, at least one of the tiers can be installed with a decrease in the drain line.
В посадочной платформе, по крайней мере, один из ярусов может быть установлен с превышением линии стока.In the landing platform, at least one of the tiers can be installed in excess of the drain line.
В посадочной платформе все ярусы воронок могут быть установлены т.о., что верхние кромки расположены на одном уровне, при этом ширина тела ярусов воронок меньше диаметра контактной поверхности опоры БПЛА.In the landing platform, all the tiers of the funnels can be installed so that the upper edges are at the same level, while the width of the body of the tiers of the funnels is less than the diameter of the contact surface of the UAV support.
В посадочной платформе ярусы воронки обрамляют посадочную площадку, выполненную в виде многогранника, соединяющего направляющие, при этом поверхность посадочной площадки, направляющие и верхние кромки ярусов установлены на одном уровне, ширина тела ярусов воронки меньше диаметра контактной поверхности опоры БПЛА.In the landing platform, the tiers of the funnel frame the landing pad made in the form of a polyhedron connecting the guides, while the surface of the landing pad, the guides and the upper edges of the tiers are installed at the same level, the width of the body of the tiers of the funnel is less than the diameter of the contact surface of the UAV support.
В посадочной платформе направляющие содержат устройства для удержания БПЛА. В посадочной платформе направляющие могут быть выполнены в виде цангового зажима.In the landing platform, the guides contain devices for holding the UAV. In the landing platform, the guides can be made in the form of a collet clamp.
В посадочной платформе направляющие могут содержать пневматические зажимы.On the landing platform, the guides may include pneumatic clamps.
В посадочной платформе по крайней мере часть оснований направляющих могут содержать не менее одного выдвигаемого штыревого контакта, например, контакт типа banana pin.In the landing platform, at least a portion of the rail bases may comprise at least one extendable pin contact, for example a banana pin contact.
В посадочной платформе подвижные основания направляющих могут быть связаны с приводом для катапультирования БПЛА из посадочной платформы, например, пневмоцилиндром.In the landing platform, the movable base of the guides can be connected to a drive for ejecting UAVs from the landing platform, for example, a pneumatic cylinder.
Сущность изобретения поясняется следующим графическим материалом.The invention is illustrated by the following graphic material.
На фиг. 1 изображена графическая схема посадки БПЛА на посадочную платформу с воронками и представлены наиболее важные с точки зрения работы размеры платформы и БПЛА.In FIG. 1 shows a graphical diagram of the UAV landing on the landing platform with funnels and presents the most important from the point of view of operation dimensions of the platform and the UAV.
На фиг. 2 и 2а изображены виды сверху посадочных площадок под различное количество опор.In FIG. 2 and 2a are top views of landing sites for a different number of supports.
На фиг. 3 изображена графическая схема разбивки воронок посадочной платформы на ярусы.In FIG. 3 is a graphical diagram of the breakdown of the landing platform funnels into tiers.
На фиг. 3а и 3б изображены графические схема воронок для различных углов наклона и взаимного расположения ярусов воронок посадочной платформы.In FIG. 3a and 3b show a graphical diagram of the funnels for different angles of inclination and the relative position of the tiers of the funnels of the landing platform.
На фиг. 3в изображен выносной элемент А по фиг. 3аIn FIG. 3c shows the extension element A of FIG. 3a
На фиг. 3г изображен выносной элемент Б по фиг. 3бIn FIG. 3g shows an external element B of FIG. 3b
На фиг. 3д изображен выносной элемент В по фиг. 3бIn FIG. 3d shows the remote element B of FIG. 3b
На фиг. 4, 4а, 4б и 4в изображены виды сверху посадочных площадок под различное количество опор с разбивкой воронок на ярусы.In FIG. 4, 4a, 4b and 4c show top views of landing sites for a different number of supports with a breakdown of funnels into tiers.
На фиг. 5 изображена графическая схема посадочной платформы после посадки БПЛА.In FIG. 5 shows a graphical diagram of the landing platform after landing the UAV.
На фиг. 6 изображена конструкция посадочной платформы, реализующая схемы фиг. 3, 4 и 5.In FIG. 6 shows the design of the landing platform, implementing the circuit of FIG. 3, 4 and 5.
На фиг. 7 изображена посадочная платформа фиг. 6 вид сбоку.In FIG. 7 shows the landing platform of FIG. 6 side view.
На фиг. 8 изображен разрез посадочной платформы фиг. 6 по двум осям воронок.In FIG. 8 is a sectional view of the landing platform of FIG. 6 along the two axes of the funnels.
На фиг. 9 изображен разрез посадочной платформы фиг. 6 по двум осям воронок в случае привода всех ярусов от одной плоскости.In FIG. 9 is a sectional view of the landing platform of FIG. 6 along two axes of the funnels in the case of driving all the tiers from one plane.
На фиг. 10 изображена посадочная платформа, в которой один из нижних ярусов воронок установлена с превышением линии стокаIn FIG. 10 shows a landing platform in which one of the lower tiers of the funnels is installed in excess of the drain line
На фиг. 11 изображена посадочная платформа, в которой верхнее сечение верхнего яруса воронки выполнено в виде многогранника.In FIG. 11 shows a landing platform in which the upper section of the upper tier of the funnel is made in the form of a polyhedron.
На фиг. 12 изображена посадочная платформа, у которой верхние кромки всех ярусов воронок расположены на одном уровне.In FIG. 12 shows a landing platform in which the upper edges of all tiers of the funnels are located at the same level.
На фиг. 13 изображена схема, разъясняющая соотношения посадочной поверхности опор БПЛА и воронок.In FIG. 13 is a diagram explaining the relationship of the landing surface of UAV supports and funnels.
На фиг. 14 изображена посадочная платформа, у которой верхние кромки всех ярусов воронок расположены на одном уровне и выполнены в виде многогранника.In FIG. 14 shows the landing platform, in which the upper edges of all tiers of the funnels are located at the same level and are made in the form of a polyhedron.
На фиг. 15 изображена посадочная платформа, у которой верхние кромки всех ярусов воронок расположены на одном уровне, сечение по осям направляющих.In FIG. 15 shows the landing platform, in which the upper edges of all tiers of the funnels are located at the same level, the section along the axes of the guides.
На фиг. 16 изображена посадочная платформа, где ярусы воронки обрамляют посадочную площадку, выполненную в виде многогранника.In FIG. 16 shows the landing platform, where the tiers of the funnel frame the landing site, made in the form of a polyhedron.
На фиг. 17 изображена направляющая, выполненная в виде цанги.In FIG. 17 shows a guide made in the form of a collet.
На фиг. 18 изображена направляющая, содержащая пневматический зажим.In FIG. 18 shows a guide comprising a pneumatic clamp.
На фиг. 19 изображено основание со штыревым контактом.In FIG. 19 shows a base with a pin contact.
На фиг. 20 изображен привод основания для катапультирования.In FIG. 20 shows a base ejection drive.
На фиг. 21 изображена графическая схема посадочной платформы при взлете БПЛА.In FIG. 21 is a graphical diagram of the landing platform during the take-off of the UAV.
На фиг. 1 представлена схема посадки БПЛА 1 с опорами 2 и подвешенным грузом 3 на посадочную платформу 4 с воронками 5, направляющими 6 и основаниями 7. Количество воронок 5, направляющих 6 и основании 7 совпадает с количеством опор 2 БПЛА 1. Воронки 5, направляющие 6 и основания 7 установлены соосно опор 2 принимаемого БПЛА 1. Позицией 4а обозначена верхняя плоскость посадочной платформы 4. Позицией 8 обозначены линия стока - линия наибольшего угла наклона поверхности воронки 5, по которым спускаются опоры 2 БПЛА 1. Позицией 9 обозначена самая нижняя точка корпуса БПЛА 1; 10 - самая нижняя точка подвешенного груза 3; 11 - нижняя плоскость опор 2 БПЛА 1. Направляющие 6 и основания 7 могут быть цилиндрическими или иметь форму многогранника. Для удобства изложения в заявке приняты следующие буквенные обозначения:In FIG. 1 shows the
H1 - высота клиренс БПЛА1- расстояние от нижней плоскости 11 опор 2 до самой низкой точки 9 корпуса БПЛА 1;H1 - UAV clearance height1 - distance from the
Н2 - Наименьшее расстояние от нижней плоскости 11 опор 2 до самой нижней точки 10 подвешенного на БПЛА 1 груза 3;H2 - The smallest distance from the
Нк - Высота воронки 5;Нк -
Нц - Высота направляющих 6;Нц - Height of
Rк - Радиус воронки 5 в верхней плоскости;Rк - The radius of the
α - угол наклона линии стока 8 воронки 5 к горизонту;α is the angle of inclination of the
d - диаметр опор 2 БПЛА 1;d is the diameter of the
А - расстояние между соседними направляющими 6 посадочной платформы 4, равное расстоянию между центрами соседних опор 2 БПЛА 1.And - the distance between
После посадки БПЛА 1 на посадочную платформу 4 самая нижняя точка 9 корпуса БПЛА 1 или самая нижняя точка 10 груза 3, подвешенного на БПЛА 1, не должны касаться верхней поверхности 4а посадочной платформы 4. Для выполнения этого условия сумма высот воронки 5 и направляющих 6 должна быть меньше высоты клиренса БПЛА1 или наименьшего расстояния от нижней точки 11 опор 2 до самой нижней точки 10 подвешенного на БПЛА 1 груза 3:After
Нц+Нк<H1Нц + Нк <H1
Нц+Нк<Н2Нц + Нк <Н2
Угол наклона линии стока 8 воронок 5 должен быть больше угла трения материалов пары опора 2 и воронка 5.The angle of inclination of the
где μ - коэффициент трения материалов пары опоры 2 и воронки 5,where μ is the coefficient of friction of materials of a pair of
αтр - угол трения материалов пары опоры 2 и воронки 5.α Tr - the angle of friction of the materials of the pair of
При посадке БПЛА 1 будет успешно позиционирован в том случае, если каждая опора 2 попадет в соответствующую воронку 5. Данное условие выполняется в случае, если отклонение опор 2 БПЛА 1 от оси соответствующих воронок 5 составит не более чемWhen landing, the
где Х - наибольшее допустимое отклонение при посадке.where X is the largest permissible deviation during landing.
С другой стороны, величина радиуса воронки 5 ограничена касанием воронок 5 друг друга. Учитывая, что воронки 5 под все опоры 2 одинаковы, касание воронок 5 произойдет посередине между опор 2. Очевидно, следует брать соседние опоры 2, между которыми расстояние наименьшее (см. фиг. 2 и 2а):On the other hand, the radius of the
илиor
Глубина воронок 5 напрямую зависит от радиуса воронки 5 на верхней плоскости 4а посадочной платформы 4 и угла наклона линии стока 8.The depth of the
Указанные отношения позволяют рассчитать соотношения между допустимым отклонением X посадки БПЛА1 и высотой клиренса Н2 БПЛА 1 или наименьшим расстоянием Н2 от нижней плоскости 11 опор 2 до самой нижней точки 10 подвешенного на БПЛА 1 груза 3.These relations allow us to calculate the relationship between the permissible deviation X landing UAV1 and the clearance
На фиг. 2 и 2а представлены виды сверху посадочных площадок 4а под различное количество опор 2 БПЛА 1 и расстояние между направляющими 6 для каждого случая. Также возможны другие варианты посадочных площадок 4а под целесообразное количество опор 2 и их расположение.In FIG. 2 and 2a are top views of landing sites 4a for a different number of UAV supports 2 and the distance between the
На фиг. 3 изображена графическая схема разбивки воронок 5 посадочной платформы 4 на составные части - ярусы.In FIG. 3 shows a graphical breakdown of the
Каждая воронка 5 выполнена многоярусной с возможностью телескопического складывания (осевого перемещения) и содержит верхний 12, один или несколько промежуточных 13 и нижний 14 ярусы. Ярусы одного уровня всех воронок имеют равные высоты и углы конусаEach
Направляющие 6 отделены от нижних 14 ярусов воронок 5. Основания 7 выполнены подвижными, например, с линейным приводом, и могут находиться в любой, в том числе нижней (7) или верхней (7а) части направляющих 6. Между нижней 15 кромкой верхнего яруса 12 воронки 5 и верхней 16 кромкой промежуточного 13 яруса воронки 5 имеется зазор 17. Между нижней 18 кромкой промежуточного 13 яруса воронки 5 и верхней 19 кромкой нижнего 14 яруса воронки 5 имеется зазор 20. Между нижней 21 кромкой нижнего 14 яруса воронки 5 и направляющей 6 имеется зазор 22. Наличие этих зазоров исключает влияние ярусов воронок 5 друг на друга при определении местоположения опор БПЛА.The
Позицией 23 на фиг. 3 обозначена верхняя кромка верхнего 12 яруса воронки 5, которая совпадает с посадочная поверхностью 4а посадочной платформы 4. Посадочная поверхность 4а посадочной платформы 4 может отсутствовать. В этом случае верхняя поверхность 23 верхнего 12 яруса воронок 5 принимается за поверхность посадочной площадки 4а.23 in FIG. 3, the upper edge of the upper 12 tier of the
На фиг. 3а и 3б изображены графические схема воронок для различных углов наклона и взаимного расположения ярусов воронок посадочной платформы.In FIG. 3a and 3b show a graphical diagram of the funnels for different angles of inclination and the relative position of the tiers of the funnels of the landing platform.
Приняты следующие обозначения:The following notation is accepted:
Н3-высота верхнего 12 яруса воронок 5;H3-height of the upper 12 tier of the
Н4 - высота среднего 13 яруса воронок 5;Н4 - height of the middle 13 tier of
Н5 - высота нижнего 14 яруса воронок 5;Н5 - height of the lower 14 tier of
α1 - угол наклона конуса верхнего 12 яруса воронок 5;α1 - the angle of the cone of the upper 12 tier of the
α2 - угол наклона конуса среднего 13 яруса воронок 5;α2 - the angle of the cone of the middle 13 tier of the
α3 - угол наклона конуса нижнего 14 яруса воронок 5;α3 - the angle of inclination of the cone of the lower 14 tier of the
На фиг. 3в-3д показаны варианты изменения линии стока 8 при переходе от одного яруса воронки 5 к другому ярусу.In FIG. 3c-3d show options for changing the
В зависимости от углов α1, α1, α3 наклона ярусов 12, 13, 14 и расположение их относительно друг друга по высоте при переходе от одного яруса к другому линии 8 стока могут сохранять свое направление, менять угол наклона, принижаться (опускаться) или подниматься ступенчато. На фиг. 3в изображен вариант изменения угла наклона линии стока 8; на фиг. 3г - вариант с принижением линии стока 8; на фиг. 3д - вариант с превышением линии стока 8.Depending on the tilt angles α1, α1, α3 of the
На фиг. 3в показано изменение угла наклона линии стока 8 при переходе от верхнего 12 ярус к среднему ярусу 13. Угол наклона линии стока 8 при переходе от верхнего 12 яруса к среднему 13 ярусу изменился от α1 до α2.In FIG. Figure 3c shows the change in the angle of inclination of
На фиг. 3г показано снижение линии стока 8 при переходе от верхнего 12 яруса воронки 5 к нижнему 13 ярусу 5. Величина снижения равна величине зазора 20 между нижней 18 кромкой верхнего 12 яруса и верхней 19 кромкой среднего яруса 13 воронки 5.In FIG. Figure 3g shows a decrease in
На фиг. 3д показано превышение линии стока 8 при переходе от среднего 13 яруса к нижнему 14 ярусу воронки 5. Величина превышения равна подъема верхней кромки 19 нижнего 14 яруса над нижней 15 кромкой среднего 13 яруса воронки 5.In FIG. 3d shows the excess of
Высоты Н3, Н4, Н5 ярусов 12, 13,14 разных уровней могут быть как равными (фиг. 3), так и различными (неравными) (фиг. 3а, 3б). Углы α1, α2, α3 конусов ярусов 12, 13, 14 разных уровней воронки 5 могут быть как равными (фиг. 3), так и различными (неравными) (фиг. 3а, 3б).The heights H3, H4, H5 of
Один или более ярусов 13, 14 воронки 5 может быть установлен с принижением линии стока 8.One or
Один или более ярусов 13,14 воронки 5 и направляющие 6 могут быть установлены с превышением линии стока 8.One or more tiers of 13.14
Такие решения позволяют управлять процессом посадки, обеспечивая беспрепятственный спуск опор 2 БПЛА 1 к центру воронки 5 под воздействием силы тяжести без задержек или перекосов БПЛА 1, или приостанавливая движение для снижения скорости спуска.Such solutions allow you to control the landing process, providing unimpeded descent of the UAV supports 2 to the center of the
На фиг. 4, 4а, 4б и 4в изображены виды сверху посадочных площадок 4а под различное количество опор 2 принимаемого БПЛА 1 с разбивкой воронок на ярусы 12, 13, 14 и различные формы верхних 23 кромок верхних 12 ярусов воронок 5.In FIG. 4, 4a, 4b and 4c show top views of landing sites 4a for a different number of
Верхние сечения верхних 12 ярусов всех воронок 5 выполнены одной геометрической формы, при этом в зависимости от количества и расположения опор 2 принимаемого БПЛА 1 могут представлять собой, например, круг, треугольник, квадрат, прямоугольник, равнобедренную трапецию, правильный или неправильный многогранник. Форма (геометрия) данного сечения призвана обеспечить максимально возможное отклонение БПЛА 1, при котором его опоры 2 попадут внутрь этой формы. В процессе движения вниз сечение воронки 5 может меняться и в нижнем сечении должна повторять геометрию верхнего сечения направляющей 6. При этом нижнее сечение более верхнего яруса должно совпадать с верхним сечением более нижнего яруса.The upper sections of the upper 12 tiers of all
На фиг. 5 изображена графическая схема посадочной платформы 4 после посадки БПЛА 1. Все ярусы 12, 13 и 14 воронок 5 и направляющие 6 сложены (задвинуты друг в друга) телескопически, при этом все верхние 23, 16 и 19 кромки или все нижние 15, 18 и 21 кромки ярусов 12, 13, и 14 воронок 5 могут находиться на одной линии. Основания 7 находятся в нижней части направляющих 6. Такое положение элементов посадочной платформы 4 обеспечивает наименьшее расстояние Н2 от поверхности основания 7 до нижней 11 точки корпуса БПЛА 1 или Н2 от поверхности основания 7 до нижней 10 точки подвешенного на БПЛА 1 груза 3. Как видно из графики это расстояние может сокращается во столько раз, из скольких ярусов выполнена воронка 5.In FIG. 5 is a graphical diagram of the
На фигуре 6 и 7 изображена конструкция посадочной платформы в различных проекциях, реализующая схемы фиг. 3, 4 и 5. На фиг. 8 и 9 изображены разрезы различных вариантов конструкции посадочных платформ 4 по осям двух направляющих 6.Figures 6 and 7 show the construction of the landing platform in various projections, implementing the schemes of Figs. 3, 4 and 5. In FIG. 8 and 9 depict sections of various design options for
Посадочная платформа 4 содержит базовую плиту 24, над которой последовательно установлены плита 25 с установленными на ней основаниями 7; плита 26 с установленными на ней направляющими 6; плита 27 с установленными на ней нижними 14 ярусами воронок 5; одна или несколько плит 28 с установленными на них промежуточными 13 ярусами воронок 5; плита 29 с установленными на ней верхними 12 ярусами воронок 5. Каждая плита содержит все ярусы одного уровня или все направляющие 6, или все основания 7.
Ярусы 12, 13, 14 одного уровня всех воронок 5, направляющие 6 и основания 7, установленные на посадочной платформе 4, могут быть соединены между собой и иметь линейные приводы (на фиг. не показаны)
Ярусы одного уровня 12, 13, 14 всех воронок 5, направляющие 6 и основания 7, установленные на посадочной платформе 4, могут быть установлены на единые плиты 25-29 и соединены с актуаторами линейных перемещений 30-33. Плита 29 соединена с плитой 28 с помощью актуаторов 30 линейных перемещений; плита 28 соединена с плитой 27 с помощью актуаторов 31 линейных перемещений; плита 27 соединена с плитой 26 с помощью актуаторов 32 линейных перемещении; плита 26 соединена с базовой плитой 24 с помощью стоек 34. Плита 25 соединена с базовой плитой 24 с помощью актуатора 33.Tiers of the
Актуаторами 30-33 линейных перемещении могут быть электрические, пневматические (пневмоцилиндр), гидравлические (гидроцилиндр) или линейные приводы или механизмы иного типа, способные обеспечивать перемещение плит с заданной скоростью. Количество актуаторов линейных перемещений каждой плиты определяется весом конструкции и необходимой динамикой.Actuators of 30-33 linear movements can be electric, pneumatic (pneumatic cylinder), hydraulic (hydraulic cylinder) or linear actuators or mechanisms of a different type, capable of moving plates at a given speed. The number of actuators of linear movements of each plate is determined by the weight of the structure and the necessary dynamics.
Это позволяет одинаковым ярусам 12, 13, 14 всех воронок 5, направляющим 6 и основаниям 7 двигаться синхронно.This allows the
Фигуры 6-12 отражают реализацию схемы посадочной платформы 4, при которой направляющие 6 выполнены неподвижными, основания 7 и ярусы 12, 13 и 14 воронок 5 выполнены подвижными относительно вертикальной оси. При такой схеме плита 26 соединена с базовой плитой 24 с помощью стоек 34.Figures 6-12 reflect the implementation of the scheme of the
Любой один из ярусов 12 или 13, или 14 воронок 5 может быть установлен неподвижно, остальные ярусы и направляющие 6 выполнены подвижными с соблюдением того же принципа и соответствующим размещением актуаторов линейного перемещения.Any one of the
При реализации других схем с базовой плитой 24 при помощи стоек 34 соответственной длины соединяется плита, содержащая тот ярус, который для данной конфигурации является неподвижным. Плиты подвижных ярусов 12, 13, 14 воронки 5, направляющих 6 и основании 7 соединены между собой или с базовой плитой 24 с помощью актуаторов линейных перемещении.When implementing other schemes with the
На фиг. 6, 7, и 8 неподвижными выполнены плита 26 с направляющими 6. При этом все ярусы 12, 13 и 14 воронок 5 опускаются вниз, а основание 7 перемещается вверх.In FIG. 6, 7, and 8, the
Возможно также соединение базовой плиты 24 с каждой из плит 25-29 посредством актуаторов 30-33 линейных перемещении (фиг. 9).It is also possible to connect the
В качестве актуатора 33 линейных перемещении плиты 25 может быть применен привод, способный подбрасывать БПЛА 1 вверх (катапульта). Им может быть, например, пневмоцилиндр большого диаметра, соединенный с компрессором через пневмоаппаратуру большой пропускной способности.As an
Посадочная платформа содержит датчики, обеспечивающие определение касания опор 2 БПЛА 1 ярусов 12,13,14 воронок 5, направляющих 6 и основании 7. Каждый ярус 12, 13 и 14 воронок 5, каждая направляющая 6 и каждое основание 7 могут быть установлены на датчики 35 определения касания опор, например, датчики веса, которые установлены на соответствующие плиты 25-29. Количество датчиков 35 определения касания опор, например, датчиков веса на каждом ярусе 12, 13, 14 должно выбираться таким образом, чтобы позволить определить наличие нагрузки, приложенной к любой точке данного элемента.The landing platform contains sensors that determine the contact of the UAV supports 2 of the
Каждая плита 25-29 может быть установлена на датчики 36 определения касания опор, например, датчики веса, которые соединены с соответствующим актуатором 30-33 линейных перемещении или стойку 34.Each plate 25-29 can be installed on the
Каждый актуатор 30-33 линейных перемещении может быть установлен на датчики веса 37, которые соединены с соответствующей плитой 25-29 или базовой плитой 24.Each linear actuator 30-33 can be mounted on
Наличие зазоров 17, 20, 22 между ярусами 12, 13 и 14 направляющих воронок 5 и направляющих 6 исключает ложные срабатывания датчиков 35, 36, 37.The presence of
Возможно также применение датчиков, использующих другие принципы для определения касания опор 2 БПЛА 1 ярусов 12, 13, 13, направляющих 6 и основании 7, например, электроконтактный, оптический, емкостной, вибрационный, датчик давления ит.п., которые могут быть установлены на каждый ярус 12, 13, 14, направляющие 6 и основания 7.It is also possible to use sensors that use other principles to determine the contact of the UAV supports 2 of the
На фиг. 10 изображен вариант выполнения посадочной платформы 4, в котором нижний ярус 14 установлен с превышением линии стока 8 (фиг. 3д). В данной конфигурации верхняя 19 кромка нижнего 14 яруса находится выше нижней 15 кромки среднего 13 яруса. Величина превышения выбрана таким образом, что яруса образуют барьер для дальнейшего спуска опор 2 БПЛА 1. Такое решение позволяет приостанавливать движение опор 2 БПЛА 1 и тем самым снизить скорость движения опор 2 БПЛА 1 при входе в направляющие 6. Посадочная платформа 4 может иметь несколько ярусов воронок 5, установленных с превышением линии стока 8.In FIG. 10 shows an embodiment of the
На фиг. 11 изображен вариант выполнения посадочной платформы, в котором верхняя 23 кромка верхнего 12 яруса воронки 5 выполнена квадратной, а нижняя 18 кромка выполнена скругленной. Верхняя 16 кромка промежуточного 13 яруса воронки 5 выполнена как нижняя 15 кромка верхнего 12 яруса воронки 5 и имеет переходную форму, позволяющую плавно перейти к верхней 19 кромке нижнего 14 яруса, имеющего круглое сечение. Сечение воронки 5 при движении вниз плавно переходит от квадрата в круг.In FIG. 11 shows an embodiment of the landing platform, in which the upper 23 edge of the upper 12 tier of the
Форма верхнего сечения воронок 5 зависит от количества и формы расположения опор 2 БПЛА 1 и призвана обеспечить максимально возможное отклонение БПЛА 1, при котором его опоры 2 попадут внутрь этой формы. Это может быть треугольник, квадрат, прямоугольник, равнобедренная трапеция, правильный или неправильный многогранник.The shape of the upper cross section of the
На фиг. 12 изображен вариант выполнения посадочной платформы 4, у которой воронки установлены так, что верхние кромки 23, 16, 19 всех ярусов 12, 13, 14 воронки 5 и направляющих 6 расположены на одном уровне. При этом ширина Т ярусов воронок 5 (шаг размещения вершин) (фиг. 13) меньше диаметра dk контактной поверхности 38 опор 2 принимаемого БПЛА 1.In FIG. 12 shows an embodiment of the
На фиг. 15 изображено сечение посадочной платформы 4 по фиг. 12 по осям направляющих 6. Посадочная платформа содержит базовую плиту 24 над которой установлена плита 25 с основаниями 7, плита 26 с направляющими 6 и ярусами 12, 13, 14. Каждый ярус 12, 13, 14 соединен с актуатором 39 линейных перемещении, закрепленными на плите 26, которая установлена на базовой плите 24 на стойках 34. Плита основании 25 соединена с базовой плитой 24 с помощью актуатора 33 линейных перемещении, которая выполнена в виде пневмоцилиндра большого диаметра.In FIG. 15 is a sectional view of the
На фиг. 14 изображен вариант выполнения посадочной платформы, реализующей решения согласно фиг. 12, у которой ярусы 12, 13 выполнены в виде многоугольника. Нижний ярус 14 имеет переход с квадрата на круг. Форма ярусов 12, 13, 14 воронок 5 выбирается в зависимости от количества и формы расположения опор 2 БПЛА 1 и призвана обеспечить максимально возможное отклонение БПЛА 1, при котором его опоры 2 попадут внутрь этой фигуры. Это может быть треугольник, квадрат, прямоугольник, равнобедренная трапеция, правильный или неправильный многогранник.In FIG. 14 shows an embodiment of a landing platform that implements the solutions of FIG. 12, in which the
На фиг. 16 изображена посадочная платформа 4, в которой ярусы 12, 13, 14 воронки 5 обрамляют посадочную площадку 4а, выполненную в виде многогранника, соединяющего направляющие 6, при этом поверхность посадочной площадки 4а, направляющие 6 и верхние 23, 16, 19 кромки ярусов 12, 13,14 установлены на одном уровне, ширина тела ярусов 12, 13, 14 воронки 5 меньше диаметра контактной поверхности опоры 2 БПЛА1.In FIG. 16 shows the
Каждый ярус 12, 13, 14 воронки 5 установлен на плите 26 и приводится в движение посредством одного или нескольких актуаторов 39 линейных перемещений. Плита 26 установлена на плиту 24 на стойках 34.Each
Верхний 12 ярус воронки 5 перед посадкой БПЛА 1 может быть поднят вверх или установлен выше остальных ярусов. Это позволяет исключить выход опор 2 за пределы яруса 12 уже на этапе посадки. Опора 2, оказавшаяся над ярусом 12 будет передвинута им к центру посадочной площадки 4а уже в процессе посадки.The top 12 tier of the
Направляющие 6 содержат устройства для удержания БПЛА 1, например, механический, пневматический или гидравлический зажим для фиксации и удержания опор 2 БПЛА 1. Это позволяет использовать посадочую платформу на подвижных объектах На фиг. 17 изображена направляющая 6, выполненная в виде цанги. Корпус 40 направляющей 6 имеет продольные разрезы 41, которые делят его на сектора 42, наружная часть корпуса 40 имеет коническую поверхность 43. На корпус 40 надето кольцо 44 с ответной 43а конической частью. Кольцо 44 соединено с линейным приводом (не показано). При движении кольца 44 конические поверхности 43 и 43 а корпуса 40 и кольца 44 взаимодействуют между собой, толкают сектора 42 к центру, сжимая опору 2 БПЛА 1. Возможен иной механизм зажима цанги.The
На фиг. 18 изображена направляющая 6, содержащая пневматический зажим. В корпусе 40 направляющей 6 выполнена внутренняя кольцевая проточка 45, куда установлен гибкий элемент 46. К внутренней кольцевой проточке 45 через отверстие 47 подведен штуцер 48 для подключения к пневоаппаратуре. Соединение корпуса 40 направляющей 6 с гибким элементом 46 должно быть герметично.In FIG. 18 shows a
На фиг. 19 изображено основание 7 направляющих 6 со штыревым контактом 50, например, типа banana pin. Корпус 49 выполнен полым и в него установлен актуатор 51 линейных перемещении, на шток 52 которого установлен штыревой контакт 50. К штыревому контакту соединен провод подачи напряжения (не изображен). На шток 52 актуатора 51 линейных перемещений может быть установлено несколько штыревых контактов 50.In FIG. 19 shows the
На рис. 20 изображен привод для катапультирования БПЛА1 при взлете. Привод выполнен в виде мембранного пневмоцилиндра 33 большого диаметра. Корпус 54 пневмоцилиндра 33 установлен на базовой плите 24, шток 55 соединен с плитой 25 на которой установлены основания 7. В нормальном состоянии мембрана 56 опущена вниз за счет усилия пружины 58. Пневмоцилндр содержит штуцер 57, куда подается давление воздуха. Схема пневматическая содержит клапан 59, обеспечивающий высокий расход воздуха и ресивер 61, которые используются при работе пневмоцилиндра как катапульты и малорасходный клапан 60, соединенный с сетью через редуктор 62, применяемый при использовании пневмоцилиндра 33 как привода основании 7. Поз. 53 обозначена штоковая полость пневмоцилиндра 33.In fig. 20 shows a drive for bailout UAV1 during take-off. The drive is made in the form of a
Выбор мембранного пневмоцилиндра обусловлен тем, что он отличается малой массой подвижных частей и большой площадью мембраны 56, что позволяет создавать большое динамическое усилие, которое требуется для работы катапульты. В качестве привода катапульты могут быть использованы другие виды механизмов, обеспечивающих большое динамическое усилие для выталкивания БПЛА. Например, это может быть предварительно нагруженная пружина большого усилия.The choice of a membrane pneumatic cylinder is due to the fact that it has a small mass of moving parts and a
Кроме указанных элементов посадочная платформа для БПЛА содержит блок управления, блок зарядки аккумуляторов БПЛА, графический маркер или источник излучения для обеспечения точной посадки БПЛА, иные устройства, обеспечивающие его функционирование (не показаны).In addition to these elements, the UAV landing platform includes a control unit, a UAV battery charging unit, a graphic marker or a radiation source to ensure an accurate UAV landing, and other devices that ensure its operation (not shown).
На фиг. 21 приведена посадочная платформа 4 при запуске БПЛА 1. Ярусы 12, 13, 14 воронок 5 сложены телескопически. Основание 7 направляющих 6 подняты в верхнее положение. Соответственно, БПЛА 1 поднято от посадочной плоскости 4а. Это снижает влияние посадочной плоскости 4а на работу его воздушных винтов и снижает нестабильность тяги, вызванную этим эффектом (эффект экранирования). Поэтому взлет происходит более надежно и стабильно.In FIG. 21 shows the
Посадочная платформа для БПЛА вертикального взлета и посадки работает следующим образом.The landing platform for UAV vertical takeoff and landing operates as follows.
Посадка. БПЛА 1 подлетает к месту посадки, ориентируясь по спутниковой навигации или показания собственной инерционной навигации. Далее производится определение точного места посадки и посадка БПЛА 1, ориентируясь по установленной на БПЛА1 видеокамере на изображение посадочной площадки, графического маркера, изображенного на поверхности посадочной площадки 4а или источника излучения, установленного на посадочной платформе 4. Точность посадки БПЛА 1 определяется методом определения места посадки, динамическими характеристиками БПЛА 1, условиями освещенности, метеорологическими условиями посадки, особенно порывистым ветром и видимостью. Посадка БПЛА 1 пройдет успешно и опоры 2 БПЛА 1 войдут в соответствующие направляющие 6 и встанут на соответствующие основания 7 в том случае, если каждая опора 2 попадет, по крайней мере, на верхний 12 ярус соответствующей воронки 5.Landing.
Очевидно, что чем больше площадь воронки 5, на которую производится посадка опоры 2, тем выше надежность посадки. Вариант выполнения верхнего 12 яруса воронки 5 в виде многогранника на фиг. 46, 4в, 11, 14 и 16 увеличивает площадь поверхности для успешной посадки по сравнению с кругом того же размера. В частности, для квадрата это увеличение составит 26%, для шестигранника -10%.Obviously, the larger the area of the
В зависимости от точности посадки опоры 2 БПЛА 1 коснутся одного из ярусов 12, 13, 14 соответствующей воронки 5. Моменты касания опор 2 зависят от наклона БПЛА 1. Момент касания и присутствие опоры на любом из ярусов 12,13 или 14 определяется датчики определения касания опор 35, 36, 37.Depending on the accuracy of landing, the
Работа посадочной платформы 4, у которой направляющие 6 выполнены неподвижными, ярусы 12, 13 и 14 воронок 5 подвижным относительно вертикальной оси (см. фиг. 8 и 9).The work of the
Коснувшись опорами 2 любого из ярусов 12, 13, 14 воронок 5 БПЛА 1 продолжает посадку. Каждая опора 2 скользит вниз по соответствующему ярусу воронки 5, например, с верхнего 12 яруса к промежуточному 13 ярусу. После прохождения опорами 2 в более нижний ярус воронки 5, более верхний ярус опускается вниз. Например, если все опоры 2 прошли верхний 12 ярус, соскользнули к промежуточному 13 ярусу, то верхний 12 ярус опускается вниз совместно с платформой 29 посредством актуаторов 30 линейных перемещений. Скорость опускания ярусов 12, 13, 14 воронок 5 должна быть подобрана близкой к скорости опускания БПЛА 1 или выше. Если первое касание опор 2 будет на более нижних ярусах, например, на нижний 14 ярус воронок 5, то верхние ярусы 12, 13 воронок 5 сразу опускаются вниз на повышенной скорости.Touching the
Опоры 2 могут касаться одновременно разных ярусов 12, 13, или 14 воронок 5. В этом случае соответствующие ярусы приводятся в движение только после полного соскальзывания опор 2, т.е. после соскальзывания последней опоры 2 с данного яруса. Например, одна опора 2 БПЛА 1 коснулась одной из четырех воронок 5 верхнего 12 яруса, а остальные опоры 2 опустились на промежуточные 13 ярусы трех других воронок 5. В этом случае верхние 12 ярусы ожидают пока опора 2 не соскользнет до 13 яруса, и только после этого все верхние 12 ярусы одновременно опускаются вниз.
Работа посадочной платформы, в которой верхние 12 ярусы воронок 5 выполнены неподвижными, остальные ярусы 13 и 14, направляющие 6 и основания 7 выполнены подвижными относительно вертикальной оси.The work of the landing platform, in which the upper 12 tiers of the
После касания опорой 2 любого яруса 12,13 или 14 и после прохождения последней опоры верхнего яруса 12 все ярусы воронок 5, кроме верхнего 12, а также направляющие 6 и основания 7 синхронно приводятся в движение вверх. Движение продолжается до тех пор, пока ярус воронки 5, на котором находится в данный момент опора 2 БПЛА 1 не окажется в верхнем положении. После прохода опоры 2 БПЛА 1 расположенного в верхнем положении яруса воронки движение возобновляется. И так до достижения опорой 2 направляющих 6 и основании 7.After the
Такой вариант работы посадочной платформы позволяет быстро загасить скорость снижения БПЛА 1 и производить позиционирование менее динамично.This version of the landing platform allows you to quickly extinguish the rate of decrease in
В посадочной платформе 4, в которой один из ярусов 12, 13 или 14 выполнен неподвижным, остальные подвижными относительно вертикальной оси, движение ярусов воронок 5 верхних относительно неподвижного яруса воронки 5 происходит аналогично работе посадочной платформы, направляющие 6 которых выполнены неподвижным, ярусы воронок 12, 13 и 14 выполнены подвижным относительно вертикальной оси; движение ярусов воронок нижних относительно неподвижного яруса воронки 5 происходит аналогично работе посадочной платформы, верхний ярус 12 которой выполнен неподвижным, остальные яруса 13, 14 и направляющие 6 выполнены подвижным относительно вертикальной оси.In the
Выполнение ярусов 12, 13,14 воронок 5 с различным углом наклона линии стока 8 (фиг. 3а, 3б, 3в) позволяет управлять процессом посадки. Например, (фиг. 3а) более высокий угол наклона линии стока 8 верхнего яруса 12 воронки 5 позволяет снизить горизонтальную составляющую скорости БПЛА 1, исключает возможность его вылета из воронки 5. Напротив, более пологий угол линии стока 8 в нижнем 14 ярусе воронки 5 позволяет снизить скорость опускания БПЛА 1, что позволяет каждой опоре 2 плавно, без ударов войти в соответствующую направляющую 6.The implementation of
Установка (фиг. 3б) более нижних ярусов воронок 5 и направляющих 6 с принижением линии стока 8 по отношению к верхним ярусам исключает возможные задержки опор 2 на стыках ярусов и приводит к более плавному опусканию БПЛА 1.The installation (Fig. 3b) of the lower tiers of the
Центрирование опор 2 БПЛА 1 связано с боковым движением БПЛА 1. После прохождения всех ярусов воронки 5 опора 2 должна плавно войти в направляющую 6, которая останавливает боковое движение и может явиться причиной опрокидывания БПЛА 1, если боковая скорость достаточно высока. Один или несколько ярусов 13 или 14 воронок 5 и направляющие 6 могут быть установлены с превышением линии стока 8 и образовать барьер для дальнейшего скатывания опор 2 БПЛА 1. Это останавливает движение БПЛА 1 и не дает ему сильно разогнаться. После остановки БПЛА 1 данные яруса воронок 5 или направляющие 6 опускаются вниз и пропускают опоры 2 БПЛА 1 далее вниз. В результате этого опоры 2 подходят к направляющим 6 имея невысокую скорость, что снижает динамические воздействия при входе опор 2 в направляющие 6.The centering of
Пройдя все ярусы воронок 5 опоры 2 БПЛА 1 попадают в направляющие 6. Движение опор 2 относительно внутренних стенок направляющих 6 может быть затруднено или остановлено, если произойдет перекос. Наиболее надежным является контролируемый вход опор 2 в направляющие 6, когда основания 7 посадочной платформы 4 перед посадкой БПЛА 1 подняты в верхнее положение 7а (фиг. 3), а после касания всех опор 2 своих основании 7 они синхронно опустятся вниз, исключая возможные перекосы.Having passed all the tiers of the
Закрепление БПЛА.UAV fixing.
Закрепление опор 2 БПЛА 1 в направляющих 6 позволяет эксплуатировать посадочную платформу 4 на подвижных объектах, например, на автомобилях. Закрепление также позволяет установить надежное электрическое соединение БПЛА 1 с посадочной платформой штыревыми контактами 50. Такие контакты, как правило, требуют усилия для ввода штыревых контактов 50 в розетки. Закрепление опор 2 в направляющих 6 производится после полного опускания опор 2 БПЛА 1 в направляющие 6 на основания 7 и опускания основании 7 в нижнее положение.The fastening of the
В варианте, когда направляющие 6 выполнены в виде цанги (фиг. 17) кольцо 44 перемещается посредством линейного привода (не показан) по корпусу 40, при этом происходит взаимодействие конических поверхностей 43 и 43а, в результате которого сектора 43 сходятся к центру и сжимают опору 2 БПЛА 1.In the embodiment, when the
В варианте исполнения направляющих 6 с пневматическим зажимом (фиг. 18) к внутренней проточке 45 корпуса 40 направляющей 6 через отверстие 47 и штуцер 48 подается сжатый воздух. Гибкий элемент 46 раздувается и своей внутренней стенкой охватывает опору 2 БПЛА1.In an embodiment of the
Электрическое соединение БПЛА с посадочной платформой для зарядки аккумулятора или связи с ним.The electrical connection of the UAV with the landing platform for charging the battery or communication with it.
После закрепления опор 2 БПЛА1 в направляющих 6 производится выдвижение штыревых контактов 50 с помощью актуатора 51 линейных перемещении. Штыревые контакты 50 входят в розетки (не показано), расположенные на опорах 2 БПЛА 1. Такие контакты обеспечивают надежное соединение в условиях вибрации и позволяют подавать большие токи. На каждом основании 7 может быть один или более штыревой контакт 50, перемещаемые совместно актуатором 51 линейных перемещении.After securing the UAV supports 2 in the
Работа вариантов исполнения посадочной платформы 4, как показано на фиг. 12, 14, 16.Operation of embodiments of
Данные конфигурации посадочных платформ 4 работают по принципу сходящейся волны, которая несет опоры 2 к направляющим 6. После посадки БПЛА 1 производится поочередный подъем каждого яруса 12, 13, 14 воронок 5, начиная с яруса 12, который является наружным. При подъеме каждого из ярусов 12, 13, 14 воронки 5 опоры 2, находящийся в зоне данного яруса воронки 12, 13, или 14 будет сдвигаться к центру за счет взаимодействия с наклонной поверхностью данного яруса и, в конечном счете, попадут в направляющие 6.The configuration data of the
Схема движения ярусов воронок: поднимается ярус 12, опора 2 соскальзывает на ярус 13, затем поднимается первый из ярусов 13, ярус 12 опускается вниз, затем поднимается следующий из ярусов 13, и после подъема его первый из ярусов 13 опускается и т.д. Таким образом, не возникает момента, когда опоры 2 БПЛА 1 могут по какой-либо причине выйти за ту часть ярусов 12, 13 или 14, которые сдвинула его ближе к центру. Это позволяет надежно произвести успешное центрирование опор 2.Scheme of the movement of the tiers of the funnels: the
Верхние ярусы 12 воронок 5, установленные перед посадкой БПЛА 1 выше остальных, позволяет повысить надежность посадки БПЛА 1 за счет того, что исключает возможность вылета БПЛА 1 за пределы посадочной платформы 4 после посадки, если она имеет высокую боковую скорость. Ширина тела ярусов 12 воронок 5 может быть больше ширины тела остальных ярусов 13 и 14, что также позволяет расширить зону удачной посадки.The
Следует отметить, что позиционирование БПЛА 1 в данной конфигурации посадочной платформы происходит гарантированно при последовательном подъеме-опускании всех ярусов 12,13,15 воронок 5. В связи с этим данная конфигурация не требует датчиков касания каждых ярусов воронок 5 и можно ограничиться одним датчиком веса, который показывает факт посадки БПЛА. Это может быть датчик веса, установленный на стойке 34, на который установлена плита 26.It should be noted that the positioning of
Взлет БПЛА с посадочной площадки.Take-off UAV from the landing site.
Известно, что БПЛА вертикального старта испытывают определенные сложности при отрыве от посадочной платформы. Это связано с взаимодействием воздушных потоков, идущих от винта, с плоскостью посадочной площадки. Чем выше расположение воздушных винтов, тем это взаимодействие меньше. Данная посадочная платформа позволяет находиться над посадочной плоскостью 4а на полную высоту опор 2, а также выдвигать вверх основания 7 (см. фиг. 21). Это позволяет облегчить взлет БПЛА 1 с двух точек зрения. Во-первых, поднимает воздушные винты БПЛА 1 выше посадочной площадки 4а, во-вторых, обеспечивает равномерное, без перекосов, выдвижение опор 2 из направляющих 6, чем предотвращает возможные заклинивания и неудачный старт.It is known that UAVs of vertical launch experience certain difficulties when separated from the landing platform. This is due to the interaction of air flows coming from the screw with the plane of the landing pad. The higher the location of the propellers, the less this interaction. This landing platform allows you to be above the landing plane 4A to the full height of the
Для взлета БПЛА 1 производится разъединение штыревых контактов 50 от розеток опор 2 БПЛА 1 путем перемещения их с помощью актуатора 51 линейных перемещении вниз, далее происходит расфиксирование опор 2 БПЛА 1 от направляющих 6.For take-off of the
В варианте, когда направляющие 6 выполнены в виде цангового зажима (фиг. 17) производится разжим цанги путем перемещения кольца 44 вниз, при котором происходит разделение конических поверхностей 43 и 43а, сектора 42 направляющей 6 под действием сил упругости расходятся от центра и разжимают опору 2 БПЛА 1.In the embodiment, when the
В варианте исполнения направляющих с пневматическим зажимом (фиг. 18) во внутренней проточке 45 через отверстие 47 и штуцер 48 сбрасывается давление воздуха. Гибкий элемент 46 сдувается, и его внутренняя стенка отпускает опору 2 БПЛА 1.In the embodiment of the guides with a pneumatic clamp (Fig. 18) in the
Подъем БПЛА 1 перед взлетом.Raise the
Через клапан 60 и редуктор 62 подается воздух в мембранную полость пневмоцилиндра 33, и шток 55 пневмоцилиндра 33 поднимает плиту 25 с основаниями 7. БПЛА 1 запускает двигатели и к моменту окончания подъема основания 7 взлетает с посадочной платформы.Through the
Запуск БПЛА катапультированием.UAV launch by bailout.
Запуску катапультированием предшествуют разъединение штыревых контактов 50 от розеток опор 2 БПЛА 1 и расфиксирование опор 2 БПЛА 1 от направляющих 6. Причем расфиксирование опор 2 БПЛА 1 может быть частью катапультирования, при котором до расфиксирования опор 2 в пневмоцилиндр 33 подается давление воздуха и шток 55 пневмоцилиндра 33 набирает достаточную силу выталкивания.The launch by catapulting is preceded by disconnecting the
Для катапультирования открывается клапан 59, обеспечивающий высокий расход воздуха из ресивера 61 в пневмоцилиндр 33. Воздух высокого давления попадает в мембранную полость пневмоцилиндра 33, и шток 55 с большой силой толкает плиту 25 с основаниями 7. Основания 7 силой толкают опоры 2 БПЛА 1 и за время хода основании 7 придают БПЛА 1 скорость, достаточную для подбрасывания его вверх. БПЛА 1 раскручивает воздушные винты во время выталкивания из направляющих 6 и после подбрасывания имеет достаточную тягу для дальнейшего продолжения взлета.For ejection, a
Таким образом, выполнение воронок многоярусными с возможностью складывания (осевого перемещения) позволило расширить возможности посадочной платформы для приема БПЛА с низким клиренсом или низким подвесом груза.Thus, the implementation of multi-tiered funnels with the possibility of folding (axial movement) allowed expanding the capabilities of the landing platform for receiving UAVs with low clearance or low load suspension.
Выполнение верхних сечений верхних ярусов воронок, в зависимости от количества и расположения опор принимаемого БПЛА, в виде различных геометрических форм, например, круга, треугольника, квадрата, прямоугольника, равнобедренной трапеции, правильного или неправильного многогранника упрощает процесс посадки и повышает надежность выполнения посадки за счет расширения допустимого отклонения при посадке БПЛА.The implementation of the upper sections of the upper tiers of the funnels, depending on the number and location of the supports of the UAV received, in the form of various geometric shapes, for example, a circle, triangle, square, rectangle, isosceles trapezoid, right or wrong polyhedron, simplifies the landing process and increases the reliability of landing due to expansion of the permissible deviation during the landing of the UAV.
Закрепление опор БПЛА в направляющих обеспечивает надежную фиксацию БПЛА на посадочной платформе и дает возможность использования посадочной платформы на подвижном объекте.The fastening of the UAV supports in the guides provides reliable fixation of the UAV on the landing platform and makes it possible to use the landing platform on a moving object.
Предварительный подъем БПЛА перед взлетом и катапультирование повышают надежность взлета БПЛА с посадочной платформы.Preliminary UAV lift before take-off and bailout increase the reliability of UAV take-off from the landing platform.
Claims (23)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019113397A RU2710887C1 (en) | 2019-04-29 | 2019-04-29 | Landing place for drone |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019113397A RU2710887C1 (en) | 2019-04-29 | 2019-04-29 | Landing place for drone |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2710887C1 true RU2710887C1 (en) | 2020-01-14 |
Family
ID=69171449
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019113397A RU2710887C1 (en) | 2019-04-29 | 2019-04-29 | Landing place for drone |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2710887C1 (en) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111439375A (en) * | 2020-05-18 | 2020-07-24 | 南京工业职业技术学院 | Unmanned aerial vehicle protection device |
| CN111498134A (en) * | 2020-04-29 | 2020-08-07 | 贵州电网有限责任公司 | Self-adaptive unmanned aerial vehicle take-off and landing platform |
| RU199914U1 (en) * | 2020-02-19 | 2020-09-28 | Общество с ограниченной ответственностью "БЕСПИЛОТНЫЕ СИСТЕМЫ" | Takeoff and landing platform for unmanned aerial vehicles |
| RU2739636C1 (en) * | 2020-07-14 | 2020-12-28 | Автономная некоммерческая организация высшего образования "Университет Иннополис" | Method of landing of an uav on a landing platform |
| RU2740525C1 (en) * | 2020-05-22 | 2021-01-15 | Акционерное общество "Центральный научно-исследовательский институт машиностроения" (АО "ЦНИИмаш") | Device for landing of return stage of carrier rocket |
| RU202789U1 (en) * | 2020-12-16 | 2021-03-05 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный университет" Министерства обороны Российской Федерации | SCARE MACHINE WITH START GUIDE |
| RU203104U1 (en) * | 2020-12-16 | 2021-03-22 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный университет" Министерства обороны Российской Федерации | SCREENING MACHINE WITH LANDING AREA |
| RU203263U1 (en) * | 2020-12-16 | 2021-03-29 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный университет" Министерства обороны Российской Федерации | Reconnaissance and impact machine with a covered starting table |
| RU205079U1 (en) * | 2020-12-16 | 2021-06-25 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный университет" Министерства обороны Российской Федерации | SPOTTING MACHINE WITH STARTING TABLE |
| RU231905U1 (en) * | 2023-12-22 | 2025-02-17 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ имени генерала армии А.В. Хрулева" Министерства обороны Российской Федерации | Mobile platform for unmanned aerial vehicle |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103287587A (en) * | 2013-06-17 | 2013-09-11 | 西北工业大学 | Ground-based simulation flight test platform of plane capable vertical take-off and landing |
| RU2016142124A (en) * | 2016-10-26 | 2018-04-26 | Федеральное государственное бюджетное военное образовательное учреждение высшего образования "Черноморское высшее военно-морское ордена Красной Звезды училище им. П.С. Нахимова" Министерства обороны Российской Федерации (г. Севастополь) | METHOD AND DEVICE FOR TAKEOFF AND LANDING OF UNMANNED AIRCRAFT |
| CN207595287U (en) * | 2017-11-15 | 2018-07-10 | 成都天麒科技有限公司 | A kind of unmanned plane landing platform |
| US20180370652A1 (en) * | 2017-06-26 | 2018-12-27 | Martin Pierre George Vendrame | Portable drone landing platform |
-
2019
- 2019-04-29 RU RU2019113397A patent/RU2710887C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103287587A (en) * | 2013-06-17 | 2013-09-11 | 西北工业大学 | Ground-based simulation flight test platform of plane capable vertical take-off and landing |
| RU2016142124A (en) * | 2016-10-26 | 2018-04-26 | Федеральное государственное бюджетное военное образовательное учреждение высшего образования "Черноморское высшее военно-морское ордена Красной Звезды училище им. П.С. Нахимова" Министерства обороны Российской Федерации (г. Севастополь) | METHOD AND DEVICE FOR TAKEOFF AND LANDING OF UNMANNED AIRCRAFT |
| US20180370652A1 (en) * | 2017-06-26 | 2018-12-27 | Martin Pierre George Vendrame | Portable drone landing platform |
| CN207595287U (en) * | 2017-11-15 | 2018-07-10 | 成都天麒科技有限公司 | A kind of unmanned plane landing platform |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU199914U1 (en) * | 2020-02-19 | 2020-09-28 | Общество с ограниченной ответственностью "БЕСПИЛОТНЫЕ СИСТЕМЫ" | Takeoff and landing platform for unmanned aerial vehicles |
| CN111498134A (en) * | 2020-04-29 | 2020-08-07 | 贵州电网有限责任公司 | Self-adaptive unmanned aerial vehicle take-off and landing platform |
| CN111498134B (en) * | 2020-04-29 | 2023-09-01 | 贵州电网有限责任公司 | Self-adaptive unmanned aerial vehicle take-off and landing platform |
| CN111439375A (en) * | 2020-05-18 | 2020-07-24 | 南京工业职业技术学院 | Unmanned aerial vehicle protection device |
| RU2740525C1 (en) * | 2020-05-22 | 2021-01-15 | Акционерное общество "Центральный научно-исследовательский институт машиностроения" (АО "ЦНИИмаш") | Device for landing of return stage of carrier rocket |
| RU2739636C1 (en) * | 2020-07-14 | 2020-12-28 | Автономная некоммерческая организация высшего образования "Университет Иннополис" | Method of landing of an uav on a landing platform |
| RU202789U1 (en) * | 2020-12-16 | 2021-03-05 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный университет" Министерства обороны Российской Федерации | SCARE MACHINE WITH START GUIDE |
| RU203104U1 (en) * | 2020-12-16 | 2021-03-22 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный университет" Министерства обороны Российской Федерации | SCREENING MACHINE WITH LANDING AREA |
| RU203263U1 (en) * | 2020-12-16 | 2021-03-29 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный университет" Министерства обороны Российской Федерации | Reconnaissance and impact machine with a covered starting table |
| RU205079U1 (en) * | 2020-12-16 | 2021-06-25 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный университет" Министерства обороны Российской Федерации | SPOTTING MACHINE WITH STARTING TABLE |
| RU231905U1 (en) * | 2023-12-22 | 2025-02-17 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ имени генерала армии А.В. Хрулева" Министерства обороны Российской Федерации | Mobile platform for unmanned aerial vehicle |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2710887C1 (en) | Landing place for drone | |
| US12154065B2 (en) | System and method for performing precision guided air to ground package delivery | |
| US8955800B2 (en) | Method and apparatus for automated launch, retrieval, and servicing of a hovering aircraft | |
| KR101664105B1 (en) | Apparatus for testing multirotor system | |
| US12252280B2 (en) | Docking station with retractable guide apparatus for unmanned aerial vehicle | |
| CN108698710A (en) | The centering of hovering flight device and landing platform | |
| WO2018125942A1 (en) | Vertical landing systems for space vehicles and associated methods | |
| US11046456B2 (en) | Takeoff and landing assist apparatus for flight vehicle, and flight device | |
| CN106184826A (en) | Satellite and the rocket spring separator | |
| RU2721048C1 (en) | Automatic station for charging and servicing of unmanned aerial vehicles and unmanned aerial vehicle operating therewith | |
| US20250187755A1 (en) | Low-impact landing system for rotary wing aircraft | |
| KR101476171B1 (en) | Aircraft for Astronomical Observation | |
| CN111559489B (en) | A high-altitude balloon delivery method equipped with a large-wingspan UAV | |
| CN208947632U (en) | A kind of unmanned plane base station | |
| KR102621536B1 (en) | Docking landing system for drone | |
| US20190270522A1 (en) | Aerial delivery system | |
| CN113443160B (en) | An unmanned aerial vehicle landing device and control method | |
| KR101807160B1 (en) | Apparatus and Method for Collecting Rocket Propellant, Apparatus and Method for Controlling Collecting Propellant | |
| CN111216930A (en) | Rocket sublevel landing recovery system and method | |
| KR102601680B1 (en) | Low impact landing system for manned vertical takeoff and landing aircraft | |
| US12172777B2 (en) | Resilient unmanned aerial vehicle landing platforms | |
| US12202590B1 (en) | Anti-inflation parachute guard | |
| CN110233351B (en) | Automatic airport gliding tower antenna adjusting system and antenna adjusting method | |
| KR20200015064A (en) | VTOL Landing apparatus of pole type | |
| AU5407099A (en) | Device and method for the targeted placement or reception of goods carried by aircraft |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20200908 Effective date: 20200908 |
|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20210802 Effective date: 20210802 |