EE01559U1 - Rippuva koorma stabiliseerimise süsteem - Google Patents

Abstract

Leiutis käsitleb rippuva koorma stabiliseerimise süsteemi (LSS) rippuvate koormate kiikumise stabiliseerimiseks. LSS hõlmab täisautomaatset, omatoitega seadet, mis rakendab tõukejõudu välise koorma külg- või pöördliikumise takistamiseks ja ohjamiseks. Seade paigaldatakse ajutiselt koormale, trossile või noolele ega sõltu platvormi tüübist, mille küljes see ripub.

Description

 TEHNIKAVALDKOND

Leiutis käsitleb täiustatud süsteemi rippuvate koormate ohjamiseks.

TEHNIKA TASE

Päästehelikopterid võimaldavad kiiret juurdepääsu vigastatud või raskesti ligipääsetavatele patsientidele maal või merel. Enamikul juhtudest on patsiendid vigastatud või kannatavad mõne äkilise tervisehäda käes, mis annab kohalikele või riiklikele ametivõimudele õiguse helikopterile vintsimist hõlmava kuluka päästeoperatsiooni kasutamise lubamiseks. Samas mõjutavad nende operatsioonide käigus vintsimisi tuuled ja muud välised tegurid, mis põhjustavad päästevintsi pöörlemist ning edasi-tagasi kiikumist. Taoline kiikumine raskendab päästmist, põhjustab viivitusi meditsiinilise abi andmisel ja on kaasa toonud nii päästjate kui ka päästetavate hukkamisi.

Eeltoodust tulenevalt kaasneb tänapäevaste helikopterite vintsimis-, pääste- ja rippvälislastiga lendudega rippuva isiku või varustuse ebastabiilne, ohtlik liikumine, mis ohustab sooritatavat toimingut, ning mis veelgi tähtsam, selles osalevaid isikuid. Täheldatud liikumine on võrreldav külg- või koonuspendliga, mis pöörleb liigendpöördepunkti ümber. Üks vintsisüsteemi toimivuse jaoks kriitilise tähtsusega omadus jääb lahenduseta: riputustrossi liikumise usaldusväärne stabiilsus. Trossi kontrollimatu liikumine seab ohtu elusid, ohustab ülesande õnnestumist, viib ülesande sooritamise sõltuvusse keskkonnatingimustest ja tõstab järsult tegevuskulusid.

Üldiseks lähenemiseks kiikuva koorma käitumise ohjamisele on vastumeetmete paigaldamine plaanerile (õhusõiduki kerele) või plaaneri enese manipuleerimine. Mõningatel plaaneritel, nagu Sky Crane, on kabiini alla paigaldatud rööbassüsteem koorma õõtsumise leevendamiseks. Enamik väljapakutud lähenemistest hõlmab automatiseeritud vastumõjualgoritmide paigaldamist õhusõiduki stabiilsuse suurendamise süsteemile. Meeskonnaülemad, kes tõstmise ajaks helikopteri pardale jäävad, üritavad trossi manipuleerida seda kabiinist lükates ja tõmmates, kuid

vastavate pingutuste mõju on piiratud. Kõik need meetmed on ebapiisavateks osutunud.

Käesolevale leiutisele kõige lähemaks tehniliseks lahenduseks on dokumendist US8226042 Bl, W. Scott Howell et ai, B64D1/08, 2012, tuntud rippuva objekti pöörlemise stabiliseerimise süsteem, mis sisaldab keskmoodulit, kaht või enamat tõukurmootorit, mootorite kontrollerit ja andurirühma. Antud süsteemi puuduseks on sõltuvus transporditavast objektist, st et transporditav objekt on paigutatud vahetult süsteemi koosseisu ja süsteem ei ole autonoomne. See raskendab rippuva isiku või varustuse kinnitamist näiteks helikopteri vintsisüsteemi külge.

LEIUTISE OLEMUS

Eelistavalt on süsteem autonoomne, omatoitega, suletud ahelaga stabilisatsioonisüsteem, mis takistab pidevalt rippuva koorma pendlilaadset kiikumist.

Eri teostusvariantides, nagu siin edaspidi kirjeldatakse, lahendab antud probleemi autonoomne, mehitamata rippuva koorma stabiliseerimise süsteem. Käesoleva leiutise rippuva koorma stabiliseerimise süsteem (Load Stability System, LSS) takistab rippuva koorma liikumist vastujõu tekitamise teel mootorite abil, nagu suure võimsusega elektrilised torukanaliga tiivikmootorid ( Electric Ducted Fan, EDF), koorma asukohas või selle läheduses. Eeltoodust tulenevalt tõstab LSS ülesande sooritamise ohutust, vabastades piloodi ja meeskonna täielikult vastutusest rippuva koorma stabiilsuse eest. Lisaks suureneb taoliste toimingute soorituspiirkond LSS-i võimekuse integreerimise kaudu koorma asukoha dünaamiliseks ohjamiseks

Õhusõiduki liikumisest lahus.

LSS juhib rippuva koorma liikumist omatoitega, automaatse, lahtivõetava süsteemi kaudu trossil endal vintsisüsteemi (s.t helikopter) ja välise koorma vahel. LSS ei sõltu platvormist, mille küljes koorem ripub (nt helikopteri karakteristikutest), sest LSS määrab sõltumatult kindlaks koorma stabiliseerimiseks vajaliku lennudünaamika. See võimaldab LSS laialdast kasutuselevõtmist olenemata õhusõiduki tüübist, langetades kulusid ja leevendades lahenduse riske.

Püstitatud ülesanne lahendatakse nii, et rippuva koorma stabiliseerimise süsteemis koorma stabiliseerimiseks, mis ripub platvormi ühest punktist kulgeva trossi otsas,

kusjuures süsteem hõlmab keskmoodulit, mis sisaldab trossi kinnituspunkti ja koorma kinnituspunkti, keskset konstruktsioonielementi trossi kinnituspunkti ja koorma kinnituspunkti vahel ning sõrestikku, mootorikinnitusmehhanismi punkti ja mootorihoidiku tugielementi, mis on ühenduses keskse konstruktsioonielemendiga, toiteallikat, andurirühma, mis sisaldab inertsiaalandureid, suunistusandureid, ja asetusandureid, traadita transiiverit, mootori kontrollerit, kusjuures toiteallikas, andurirühm, traadita transiiver ja mootori kontroller on ühendatud keskmooduliga, kaht või enamat mootorit, mis on ühenduses mootorikinnitusmehhanismiga ja mida ohjab mootori kontroller, ning protsessorit, mis on talitluslikult ühenduses andurirühma, traadita transiiveri ja mootori kontrolleriga

on protsessor konfigureeritud määrama kindlaks koorma liikumist andurirühma mõõtesüsteemide põhjal, ja rakendama tõukejõudu süsteemi suunistamiseks mingisse suunda ja rakendama tõukejõudu selles suunas koorma liikumise takistamiseks mootorite ohjamise teel.

Eelistatult on kaks või enam mootorit on ühesuunalised või kahesuunalised torukanaliga tiivikmootorid.

Eelistatult hõlmavad kaks või enam mootorit võrdsel arvul mootoreid ja mootorite paarid on paigaldatud keskmooduli vastaskülgedele.

Eelistatavalt on kaks või enam mootorit paigaldatud mingis fikseeritud suunistuses keskmooduli suhtes ja süsteem on suunistunud ümber vastavale suunale vastuseks keskmooduli vastaskülgedele paigaldatud mootorite paaride tõukejõule.

Eelistatult hõlmab trossi kinnituspunkt üht või enamat tõsterõngast, mis on konfigureeritud võimaldama pöörlemist trossi telje ümber nõnda, et trossi väändumine või pöördliikumine on seotud lahti süsteemi suunistusest ja süsteem on isesuunistuv ükskõik millisele koorma stabiliseerimiseks vajalikule suunale.

Eelistatult hõlmab koorma kinnituspunkt üht või enamat koormakonksu.

Eelistatult hõlmab toiteallikas üht või enamat akut, kusjuures toiteallikas on kohandatud ühendamiseks laadimisjaamaga, mis on konfigureeritud elektriliseks ühendumiseks süsteemiga ühe või enama aku laadimiseks ja süsteemi füüsiliseks vastuvõtmiseks ning

fikseerimiseks.

Eelistatult on toiteallikal traadiga toiteühendust.

Eelistatult on keskmooduli ümber korpus.

Eelistatult hõlmavad andurirühma inertsiaalandurid vähemalt üht kiirendusmõõturit või güroskoopi, andurirühma suunistusandurid hõlmavad vähemalt üht magnetomeetrit või kompassi ja andurirühma asetusandurid hõlmavad ülemaailmse asukohamääramissüsteemi (GPS) andurit.

Eelistatavalt hõlmab andurirühm vähemalt üht lähedusandurist või laserlokaatorsüsteemist (LIDAR), infrapuna- või optilisest andurist, gravitatsiooniandurist, tensoandurist, pöördandurist või mootori kiirusandurist või hädaseiskamistihvti kohalolekuandurist. Lähedusandurid võivad hõlmata maapinna kõrguse andureid. Optilised andurid võivad olla paigutatud ümbrise kõigile külgedele kõigis suundades. Optilised andurid võivad samuti pakkuda kasutajale visuaalset teavet. See teave edastatakse LSS-i protsessori poolt, andmelingi kaabli ja/või traadita transiiveri kaudu. Lähedus- ja optilised andurid annavad süsteemile võimekuse 360-kraadiliseks ülevaateks ja kokkupõrgete vältimiseks takistuste (nt puuvõrastiku osa) avastamise ning LSS-i kursi muutmise teel takistustest hoidumiseks. Süsteem võimaldab samuti tausta (või vee) asetusandmete edastamist õhusõiduki piloodile ja meeskonnale. Täiendavad LSS-i andurid võivad hõlmata tensoandurit kesksele konstruktsioonielemendile mõjuva koormuse mõõtmiseks.

Eelistatavalt hõlmab tõsterõngas väliseid olekuindikaatortulesid, mis on konfigureeritud osutama üht või enamat süsteemi asetusest, süsteemi suunistusest, vahemaast takistusteni, kõrgusest maapinna kohal, traadita transiiveri signaalikvaliteedist, protsessori režiimist või käsuolekust, koorma inertsiaalsest käitumisest, toiteallika energiavarust või saadaolevast toitest, kahe või enama mootori töökoormusest või energiatarbimisest, iga mootori tõukejõust, süsteemi liikumisest või tõukejõu suunast ja operaatori jaoks soovitatud suunast platvormi manööverdamiseks, mille ühest punktist kulgeva trossi otsas koorem ripub. See võimaldab LSS-i paremat tuvastamist puuduliku nähtavusega olukordades, nagu halva ilma korral.

Eelistatavalt hõlmab keskmoodul lisaks kasutaja poolt käitatavat nuppu või lülitit süsteemi algväärtustamiseks või seiskamiseks ning hädaseiskamismehhanismi eemaldatava hädaseiskamistihvtiga.

LSS võib pakkuda eeliseid helikopteriga sooritatavate otsingu- ja päästelendude (Search and Rescue, SAR) ning rippvälislastiga lendude, metsatulekahjuhelikopterite, naftapuurtornidel läbiviidavate kraanatoimingute, mereväe abilaevade, ehituspõhiste rippvälislastiga toimingute, süvamerepuurimisrakenduste, kosmoselaeva juhtimise ning tsiviiltuletõrje korral.

JOONISTE LÜHIKIRJELDUS

Joonis fig 1 kujutab skemaatiliselt kiikuvat koormat, mis ripub helikopteri küljes ja mida tasakaalustab rippuva koorma stabiliseerimise süsteem („LSS“ ).

Joonis fig 2A on isomeetriline vaade kastikujulise korpusega LSS-ile, kooskõlas teise teostusvariandiga.

Joonis fig 2B on eestvaade LSS-ile kuusnurkse keskmooduli ja kahe mootorihoidikuga, kooskõlas kolmanda teostusvariandiga.

Joonis fig 3 on üldsisevaade LSS-i konstruktsioonielementidele, kooskõlas neljanda teostusvariandiga.

Joonised fig 4A-4C on üld-, eest- ja külgvaade aerodünaamilise korpusega LSS-ile, kooskõlas viienda teostusvariandiga.

Joonis fig 5 kujutab LSS-i keskset konstruktsioonielementi.

Joonised fig 6A-6B kujutavad kaht alternatiivset hülssi, mis ühenduvad keskse konstruktsioonielemendiga koorma kinnitamiseks.

Joonised fig 7A-7B kujutavad keskset konstruktsioonielementi, mis on ühenduses mõlemaga kahest alternatiivsest hülsist koorma kinnitamiseks.

Joonis fig 8 on üldvaade rippuva koorma stabiilsussüsteemi sõrestikule.

Joonis fig 9 on perspektiivvaade LSS-i sõrestikule paigaldatud komponentidele, kooskõlas ühe teostusvariandiga.

Joonis fig 10 on üldvaade LSS-i sõrestikule paigaldatud komponentidele, kooskõlas teise teostusvariandiga.

Joonis fig 11A on üldvaade LSS-i alternatiivsele keskmooduli kujustusele.

Joonis 11B on eestvaade LSS-i veel ühele alternatiivsele keskmooduli kujustusele. Joonis fig 12A on mootori üldvaade, mis on konfigureeritud kasutamiseks LSS-is. Joonis fig 12B on LSS-i kahe mootoriga mootorihoidiku üldvaade.

Joonis fig 12C on LSS-i kahe mootoriga mootorihoidiku tugielemendi üldvaade. Joonis fig 12D on LSS-i veel ühe kahe mootoriga mootorihoidiku isomeetriline vaade.

Joonised fig 13A-13C on LSS-i sõrestikule paigaldatud mootorite üld-, eest- ja külgvaade.

Joonis fig 14 on üldvaade LSS-ile koos anduritega, mis on paigaldatud aerodünaamilisele korpusele.

Joonis fig 15 kujutab skemaatiliselt LSS-i talitluskomponente koos kaugliidesega. Joonis fig 16 on üldvaade LSS-i kaugasetusüksusele või sihtsõlmele.

Joonis fig 17 on üldvaade LSS-i laadimisjaamale.

Joonis fig 18 kujutab LSS-i töörutiini koos hulga režiimide või käsuolekutega,.

Joonis fig 19 kujutab LSS-i otsustus- ja ohjerutiini.

Joonis fig 20A on üldvaade LSS-i ülemisele trossirõngale koos väliste olekuindikaatortuledega.

Joonis fig 20B on pealtvaade LSS-i olekuindikaatortuledele.

Joonis fig 21 on LSS-i juhtliidese ekraanipilt.

Joonis fig 22 on graafik, mis kujutab kiikuva koorma liikumist ja LSS-iga stabiliseeritud koorma liikumist.

LEIUTISE TEOSTAMISE NÄITED

Järgmiseks viidatakse üksikasjalikult joonistel kujutatud teostusvariantide kirjeldusele. Kuigi teostusvariante kirjeldatakse seoses jooniste ning seotud kirjeldustega, ei ole eesmärgiks siin avaldatud teostusvariantide ulatuse piiramine. Vastupidi - eesmärgiks on kõigi alternatiivide, modifikatsioonide ja ekvivalentide kaasamine. Alternatiivsetes teostusvariantides on võimalik täiendavate seadmete või kujutatud seadmete kombinatsioonide lisamine või kombineerimine siin avaldatud teostusvariantide ulatust piiramata. Näiteks kirjeldatakse alltoodud teostusvariante peamiselt helikopteriga sooritatavate rippvälislastiga lendude või otsingu- ja päästelendude kontekstis. Samas on need teostusvariandid illustratiivsed näited ega piira avaldatud tehnoloogiat mingil viisil mis tahes konkreetse rakenduse või platvormiga.

Mõisted „hõlmab“ , „on varustatud” ja „sisaldab“ on sünonüümsed, kui kontekst ei osuta teisiti. Samuti tuleks tähelepanu pöörata asjaolule, et mõistet „või“ rakendatakse üldjuhul tähenduses ,ja/või“ , välja arvatud juhul, kui sisust ilmneb selgelt teisiti.

Joonis fig 1 kujutab skemaatiliselt kiikuvat koormat, mis ripub helikopteri 140 küljes ja mida tasakaalustab LSS 110. Inimene ripub punktist 130 kulgeva trossi 120 otsas helikopteri 140 platvormi küljes. Ilma LSS-ita 110 hakkab tross koos selle otsas rippuva inimesega külgsuunas ja/või koonusekujuliselt kiikuma. LSS-i 110 olemasolul jõulist kiikumist takistatakse ja see summutatakse, mis võimaldab inimese toimetada soovitud huvipakkuvasse punkti või kohta 160.

LSS võib olla teostatud mitmel erineval kujul. Joonised fig 1, 2A-2B, 3 ja 4A-4C kujutavad mitut erinevat paigutust ning korpuse kujustust. Igaüks kujutatud LSS-idest rakendab kaht paari ühesuunalisi mootoreid. Muudes teostusvariantides võib LSS rakendada kahesuunalisi mootoreid erineval arvul või paigutustes. Samas ei ole

illustratiivsete teostusvariantide kirjeldamiseks nõutav taoliste lahenduste üksikasjalik kujutamine.

Joonis fig 2A on isomeetriline vaade kastikujulise korpusega rippuva koorma stabiliseerimise süsteemile 210, kooskõlas teise teostusvariandiga. LSS 210 on täielikult suletud kastikujulisse korpusse, võimaldades avatud juurdepääsu üksnes mootoritele, trossi ja koorma kinnitustele ning laadimissõlmedele. Kuigi LSS 210 kandiline korpus ei paista silma aerodünaamilisuse poolest, võimaldab see muude kujustustega võrreldes mahutada ja kaitsta suuremat ruumala. Suur kasulik siseruum võib lubada suuremat energiavaru (nt suuremat arvu akusid või muid toiteallikaid), võimaldades LSS-ile 210 võimsamaid mootoreid ja/või pikemat talitlusaega enne uuesti laadimist või tankimist.

Joonis fig 2B on eestvaade LSS-ile 260 kuusnurkse keskmooduli ja kahe mootorihoidikuga, kooskõlas kolmanda teostusvariandiga. LSS-il 260 on täiustatud aerodünaamiline profiil võrdluses joonise fig 2A LSS-iga 210. Samuti võimaldab LSS 260 kompaktsemat ladustamist või hoiustamist ja lihtsamat hooldamist tänu kahe mootorihoidiku eemaldamise võimalusele. Joonis fig 11B kujutab LSS 260 eemaldatud mootorihoidikutega ning joonised fig 12B-12C kujutavad eemaldatavaid mootorihoidikuid.

Joonis fig 3 on perspektiivis üldsisevaade rippuva koorma stabiliseerimise süsteemi 310 konstruktsioonielementidele, kooskõlas neljanda teostusvariandiga. LSS 310 koosneb sisesõrestikust ja väliskestast. Väliskest on valmistatud mõnest kergest materjalist, nagu süsinikkiud, ja ümbritseb sisesõrestikku. Sõrestik on valmistatud mõnest masintöödeldud kergsulamist. Sisevaate osalise lõikega või läbipaistvas korpuses on näha eri sisekomponente ja konstruktsioonielemente. Konstruktsioonielemendid hõlmavad sõrestiku horisontaalset karptala, mis on ühenduses C-kujulise hoidikuga, mis toetab elektrilisi torukanaliga tiivikmootoreid sõrestiku horisontaalse karptala peal ja all. C-kujuliste hoidikute peal on ümarad andurid, nagu need, mida käsitletakse allpool viitega joonisele fig 14. Samuti on selgelt näha tume ristkülikukujuline aku selle külge kinnituvate toitekaablitega elektriliste torukanaliga tiivikmootorite toitega varustamiseks.

Erinevates teostusvariantides võib LSS-i toitega varustada parda- ja kaugtoite kombinatsioon. Paljudes keskkondades on kogu toide LSS-i jaoks selle pardal, võimaldades täisautonoomset talitlust sõltuvuseta väliste toiteallikate või varustusvahendite olemasolust. Mõningates olukordades võib platvorm, mille küljes LSS ripub, nagu helikopter või kraana, varustada LSS-i toitega liini kaudu, mis ulatub LSS-i juurde mööda riputustrossi. Mõningates muudes olukordades võib platvorm varustada toitega LSS-i, mille pardal on väiksem toiteallikas või toitevaru aeg-ajalt kasutamiseks.

Joonised fig 4A-4C on üld-, eest- ja külgvaade rippuva koorma stabiliseerimise süsteemile 410 korpusega 420, mis on tehtud aerodünaamilisena, kooskõlas viienda teostusvariandiga. Joonis fig 4A on üldvaade, joonis fig 4B on eestvaade ja joonis fig 4C on külgvaade.

Korpus 420 võib olla valmistatud ükskõik millisest sobivast materjalist nagu metall, plast, klaaskiuga armeeritud plast või süsinikkiud. Kujutatud korpuse 420 sale ja aerodünaamiline profiil võimaldab minimaalset tuuletakistust, lühikest keskset konstruktsioonielementi, mootorite täiustatud tõhusust, piisavat esileulatumist takistuste eest kaitsmiseks või kõrvalesuunamiseks ning hõlpsat juurdepääsu LSS-i hooldamiseks. Korpus võib võimaldada juurdepääsu LSS-i siseruumile suletud luugi või ühe või enama eemaldatava paneeli kaudu hoolduse ja ülevaatuse läbiviimiseks.

LSS-i 410 täiendavaid omadusi ja konstruktsiooni kirjeldatakse järgnevatel joonistel.

Joonis fig 5 kujutab LSS-i 410 keskset konstruktsioonielementi 510. Keskne konstruktsioonielement 510 toimib peamise tõmbetalana, mis koormat kannab. Seetõttu peaks see olema konstrueeritud sama tugevana kui tross, mille külge see kinnitatakse, piisavalt LSS-i stabiliseeritava koorma talumiseks. Erinevates teostusvariantides võib põhitalana toimiv keskne konstruktsioonielement 510 olla valmistatud alumiiniumist, terasest või süsinikkiuga armeeritud plastist, olenevalt nõutavast tugevusest ja eeldatavalt ette tulevate koormate tüüpidest. Näiteks tulenevalt sellest, et süsinikkiud on mitteisotroopne materjal ja tõmbekoormuste korral võivad rippvälislastid tekitada kiireid, tugevaid impulsse, mis võivad olla mitteteljelised, oleks alumiinium või teras antud rakenduse korral kohasem.

Keskse konstruktsioonielemendi 510 peal on tõsterõngas 520. Tõsterõngas 520 on masintöödeldav terviklikuks üksuseks keskse konstruktsioonielemendi 510 osana või polditav keskse konstruktsioonielemendi 510 peale. Tõsterõngas 520 võimaldab LSS-i keskse konstruktsioonielemendi 510 kinnitamist millegi, nt trossi, kaabli või köie külge koorma riputamiseks. Näiteks saab tõsterõnga 520 haakida tõsterihma või trossi külge kraanalt, noolelt, helikopterilt või muult tõsteseadmestikult. Mõningates teostusvariantides on tõsterõngaks konks või muu kohane kinnitusmehhanism.

Pöördlaager 530 võimaldab tõsterõngal 520 koormatult vabalt pöörelda. Pöördlaager 530 võib hõlmata nt kuullaagerliidest. Pöördlaager 530 tõsterõngal 520 lahutab tõstetrossi väändumisest või keerdumisest tingitud pöörlemisenergia LSS-ist ja välisest koormast. See võimaldab LSS-il pöörduda tõstetrossi all ilma, et seda mõjutaksid trossi väänded, mistõttu LSS saab suunistada iseennast (nt suunistust säilitades või muutes) ükskõik millisesse koorma stabiliseerimiseks vajalikku suunda. Samuti vähendab see trossist pärinevate väändemomentide ülekannet koormale.

Kujutatud teostusvariandis on keskse konstruktsioonielemendi 510 alumises otsas kinnituspunktid 540, nagu poldiavad, ühe või enama erineva hülsivariandi kinnitamiseks, mida kujutatakse allpool viitega joonistele fig 6A-6B ja 7A-7B.

Mõningates teostusvariantides kuulub LSS-i koosseisu keskse konstruktsioonielemendi asemel, mille külge tross haagitakse, trossikinnitusmehhanism riivistamiseks trossi külge või ümber. Näiteks võib LSS hõlmata soont või pilu trossi paigutamiseks ja hoovamehhanismi trossi hoidmiseks või selle külge kinnitumiseks. Jõu rakendamise teel trossi vastaskülgedele saab LSS kindlalt koorma kohal trossi külge kinnitada. Mõningates teostusvariantides hõlmab niisugune klammerdussüsteem rattaid, mis avaldavad survet mõne kõva pinna vastu, võimaldades survega klammerdust. Mõningates teostusvariantides saavad rattad klammerdatult pöörelda, võimaldades süsteemil trossi mööda tõusta või laskuda.

Teostusvariantides trossikinnitusmehhanismiga LSS kinnitamiseks mingis asetuses trossi peal toetab tross koormat vahetult ja LSS ei ole paigaldatud trossi otsa ja koorma pealmise külje vahele. Niisugusel juhul toetub LSS trossile, mistõttu LSS ei kanna koorma kaalu. Vastavalt ei vaja niisugust trossikinnitusmehhanismi rakendavad teostusvariandid tõmbetala läbi LSS keskme. Täiendavad pöörlemist

võimaldavad elemendid võivad lubada LSS vaba pöörlemist trossi ümber, näiteks pöörlemist ümber trossi külge kinnitatud mehhanismi.

Klammerdatav trossikinnitusmehhanism võimaldab lihtsat liidest olemasolevate toimivate vintsisüsteemide ja välislastisüsteemide jaoks ega vaja otsest tegelemist koorma riputamiseks kasutatava trossiga.

Joonised fig 6A-6B kujutavad kaht alternatiivset keskse konstruktsioonielemendi hülssi 610 ja 660, mis ühenduvad keskse konstruktsioonielemendiga 510 koorma kinnitamiseks. Joonis fig 6A on üldvaade keskse konstruktsioonielemendi hülsile 610 koos koormakonksu 630 ja nelja vibu- või D-rõngasseekliga 640. Igaüks seeklitest 640 on paigaldatud keskse konstruktsioonielemendi hülsi 610 külge kinnitatud seeklialusele 645. Koormakonks 630 kinnitub keskse konstruktsioonielemendi hülsi 610 külge adapterplaadi 635 vahendusel. Koormakonks 630 võib olla mõni automaatse (nt elektroonilise) ohjega vabastatav konks või automaatvabastusega konks, näiteks üks või enam kaugkäitatavat konksu, mis on kaugjuhitavad õhusõiduki juhikabiinist või kraana kabiinist vajutusega nupule. Konks või konksud võivad võimaldada pöörlemist pöördepunkti ümber või piirata rippuva eseme pöörlemist.

Joonis fig 6B on üldvaade keskse konstruktsioonielemendi hülsile 660, millel on samuti koormakonks 630 ja neli vibu- või D-rõngasseeklit 640. Keskse konstruktsioonielemendi hülss 660 hõlmab ka nelja esileulatuvat I-tala 670, mis on keevitatud või muul viisil kinnitatud keskse konstruktsioonielemendi hülsi 660 külge ja millele on paigaldatud seeklialused 645.

Joonised fig 7A-7B kujutavad vaateid kesksest konstruktsioonielemendist 510, mis on ühenduses mõlemaga kahest alternatiivsest hülsist, vastavalt 610 ja 660. Joonised fig 7A ja 7B kujutavad tõsterõngast 520, mis on paigaldatud pöördlaagrile 530 keskse konstruktsioonielemendi 510 peal, ning koormakonksu 630 keskse konstruktsioonielemendi 510 alumisel otsal. Kujutatud teostusvariantides ühendub LSS-i peatala koormaga koormakonksu vahendusel. Eri teostusvariantides võib alumiseks ühenduseks olla alumine tõsterõngas või mõni muu kinnitusmehhanism, mida kasutatakse nt tänapäeval asetleidvatel lendudel.

Mõningates teostusvariantides võimaldab LSS liidest rippuvate koormate jaoks, mis seob LSS-i ja rippuva koorma liikumise. See tähendab, et kujutatud teostusvariantides on koormakonks 630 konfigureeritud mitte pöörduma ega keerlema sõltumatult kesksest konstruktsioonielemendist 510, koorem on pöörlemise osas lukustatud LSS-iga. Mõningates teostusvariantides hõlmab LSS-i koormakonksu liides tõsterõnga 520 pöördlaagrile 530 sarnanevat pööratavat liitmikku keskse konstruktsioonielemendi 510 teisel otsal, nii et LSS saab pöörduda ilma koorma pöörlemise vajaduseta LSS-i all.

Joonis fig 8 on üldvaade LSS-i 410 sõrestikule 810. Samaselt eelnevatele joonistele kujutab joonis fig 8 keskset konstruktsioonielementi 510 tõsterõngaga 520 ja pöördlaagriga 530 peal ning peatala hülsiga 610 koos seeklite 640 ja konksu adapterplaadiga 635 all. Keskse konstruktsioonielemendiga 510 ühendatud sõrestik 810 hõlmab ovaalse profiiliga ribide 820 paari, mis toetavad rõhttalasid 825. Rõhttalad 825 on moodustatud õõnestoruprofiilidest ja võivad olla valmistatud nt süsinikkiust.

Rõhttalad 825 on omakorda ühenduses mootoripaigaldusribidega 830, mis on paralleelsed ribidega 820. Mootoripaigaldusribid 830 hõlmavad oma pealmisel ja alumisel otsal mootori kinnitusmehhanismi punkte 840 mootorite kinnitamiseks sõrestikule 810. Lisaks on mootoripaigaldusribid 830 konfigureeritud keskavaga toiteallika nagu akualusel 850 paikneva aku mahutamiseks.

Joonis fig 9 on perspektiivvaade LSS-i 410 sõrestikule 810 paigaldatud komponentidele. Kujutatud teostusvariandis on joonise fig 8 akualusel 850 toiteallikas nagu aku 910. Toiteallikaks võib olla üksik toiteplokk või hulk jadaja/või rööpühenduses akuelemente nagu liitiumpolümeer-(LiPo)-elemendid. Akusid 910 saab akualuselt 850 ülevaatuse lihtsustamiseks eemaldada. Akusid saab laadida LSS-i paigaldatult (s.t nende eemaldamiseta) LSS-il 410 olevate sõlmede kaudu, mis on ühenduses laadimisdokiga. Andmeühendus võimaldab mikrokontrollerüksusel või protsessoril teostada seiret energiateabe üle, sealhulgas (kuid mitte üksnes) elemendi pinge ja reaalajas energiakao või -tarbimise üle.

Lisaks on peatala külge kinnitatud abiaku 920. Abiaku 920 võimaldab nt protsessori stabiilset toitega varustamist isegi juhul, kui mootorid ammutavad ülemäärasel hulgal energiat akudest 910.

Mootorite kontroller 930 võimaldab protsessoril ohjata mootorite töökiirust, energiatarbimist ja tõukejõudu. Mootorite kontrolleriks 930 võib olla näiteks elektrooniline kiiruseregulaator (Electronic Speed Controller, ESC) elektrilise torukanaliga tiiviku (EDF) jaoks. ESC-1 on tüüpiliselt vähemalt kolm ühendust: toiteallikaga, mootoriga ja protsessori või mikrokontrolleri või mõlemaga. ESC saab toidet toiteallikalt ning jaotab seda mootoritele energiahulga ohjamiseks, mis mootoritele suunata tuleks.

Joonis fig 10 on üldvaade LSS 410 sõrestikule 810 paigaldatud komponentidele. Protsessor 1010 või keskprotsessorüksus (Central Processing Unit, CPU) on tavaliselt paigaldatud teostusvariandi sõrestikku 810.

Protsessoriks 1010 võib olla manussüsteem, mis hõlmab signaalplaadiarvutit ja üht või enamat mikrokontrollerüksust (Microcontroller Unit, MCU). CPU ja MCU-d sisalduvad näiteks niinimetatud „mustas kastis“ , kus on kõik andmelingiühendused. Must kast on valmistatud vastupidavast plastist või polümeerist ning kaitseb süsteemi keskkonna- ja talitlustegurite eest, nagu ilmastiku- ja muud talitlustingimused. Mõningates teostusvariantides on CPU ja MCU-d paigaldatud samale trükkplaadile

(Printed Circuit Board, PCB).

Samuti on sõrestikku 810 paigaldatud traadita transiiver 1020, mis võib hõlmata eraldi saatjat ja vastuvõtjat, nagu ka antenni traadita sideks. Traadita transiiver 1020 ja/või traadita antenn võib samuti olla paigaldatud või trükitud samale trükkplaadile kui protsessor 1010.

Joonisel fig 10 kujutatud teostusvariandis hõlmab suunanavigeerimisüksus 1030 inertsiaalandurit (Inertial Measurement Unit, IMU). IMU varustab protsessorit 1010 inertsiaalnavigeerimisandmetega ja on paigaldatud sõrestiku 810 keskele protsessori 1010 kõrvale.

LSS mõningad teostusvariandid on modulaarsed. Näiteks võib LSS olla jagatud keskmooduliks ja mootoriteks või mootorihoidikukoostudeks. Joonis fig 11A on

üldvaade rippuva koorma stabiliseerimise süsteemi alternatiivsele keskmooduli 1110 kujustusele kooskõlas ühe teostusvariandiga. LSS-i keskmoodul 1110 on konfigureeritav minimaalselt 2 ja maksimaalselt 4 LSS-i mootorihoidikuga (nagu mootorihoidikud, mida on kujutatud joonisel fig 12D) soovitud suunaga tõukejõu saavutamiseks. Samaselt muudele LSS-i teostusvariantidele on keskmoodul 1110 omatoitega ja täielikult traadita sidega, millel on pääsupunktid Bluetoothi, Wi-Fi ja/või raadiosagedusliku (Radio Frequency, RF) edastuse ning vastuvõtu jaoks.

Joonis fig 11B on eestvaade LSS veel ühele alternatiivsele keskmooduli 1160 kujustusele. LSS-i keskmoodul 1160 sisaldab hädaseiskamismehhanismi koos hädaseiskamistihvtiga 1170. Hädaseiskamistihvt 1170 võib olla ühenduses aktiveeriva nööriga. Niisugusel juhul saab hädaseiskamistihvti 1170 LSS-i hädaseiskamise esilekutsumiseks välja tõmmata. Keskmooduli sees tuvastab kohalolekuandur hädaseiskamistihvti 1170 asetuse selle kohaloleku või puudumise kindlaksmääramiseks. Keskmoodul 1160 saab toimida vaid juhul, kui hädaseiskamistihvt 1170 on kohal. Kui hädaseiskamistihvt 1170 puudub, keskmoodul 1160 ei käivitu. Hädaseiskamistihvti 1170 saab uuesti paigaldada selle tihvtiavasse taassisestamise teel.

Joonis fig 12A on perspektiivvaade mootorist 1210, mis on konfigureeritud kasutamiseks LSS-is. LSS hõlmab keskmooduliga ühendatud mootoreid 1210. Need mootorid 1210 suruvad vooluainet nagu õhk, vesi või gaas mingis suunas liikumise võimaldamiseks. Näiteks võib mootor 1210 sisaldada elektrimootoriga torukanaltiivikut, mis paneb pöörlema tiivikulabad. Tiivikulabad on aerodünaamilise ümbrise või torukanali sees, millest vooluaine läbi lükatakse. Tiiviku korral on vooluaineks õhk, mida tiivikulabadest mööda lükatakse, tekitades tõukejõu.

Õhk püütakse kinni sisselaske kaudu mootori esiosas. Mõningates teostusvariantides võivad mootori 1210 labad pöörelda mõlemas suunas, muutes mootori kahesuunaliseks. Sarnaselt muudele Vooluaine tõukevahenditele võivad kahesuunalised mootorid lükata õhku nii ette- kui ka tahasuunas. Eri teostusvariantides aitavad mootorite kesta sisse vormitud ribid tekitada optimaalse suunaga õhuvoo ribide ristlõikega ortogonaalselt, s.t mootori 1210 ette- ja tahasuunas.

Joonis fig 12B on rippuva koorma stabiliseerimise süsteemi kahe mootoriga mootorihoidiku 1230 pespektiivvaade. Mootorihoidik 1230 sobib kokku näiteks joonisel fig 11B kujutatud LSS-i keskmooduliga 1160 või joonisel fig 2B kujutatud LSS-iga 260. Mõningad mootorid tekitavad tõukejõudu ettesuunas tõhusamalt kui tahasuunas. Seetõttu on võimalik tiivikute suunistamine vastandlike primaarse tõstejõu suundadega, nagu näidatud mootorihoidiku 1230 korral.

Kujutatud teostusvariandis on võimalik LSS-i lahutamine moodulüksusteks. Mootoreid 1210 saab ladustamise lihtsustamiseks lahti ühendada mootorihoidikute 1230 küljest ja hoidikuid 1230 saab lahti ühendada keskmooduli 1160 küljest. Näiteks võimaldab igaühe mootoritest ja hoidikukombinatsioonidest vabastamist ning lahtiühendamist keskmooduli 1160 küljest surunupust vabastatav tihvt ning elektriline liides.

Joonis fig 12C on rippuva koorma stabiilsussüsteemi kahe mootoriga mootorihoidiku tugielemendi 1260 perspektiivvaade. Kujutatud tugielement paigaldatakse mootori 1210 ümber ja võimaldab mootori 1210 ühendust keskmooduliga 1160. Samast tugielementi, mis paigaldatakse mootori 1210 ümber, on kujutatud joonisel fig 3 eespool.

Joonis fig 12D on LSS-i veel ühe kahe mootoriga mootorihoidiku 1280 isomeetriline vaade. Mootorihoidik 1280 sobib kokku näiteks eeltoodud joonisel fig 11A kujutatud LSS-i keskmooduliga 1110. Mootorihoidik 1280 on konfigureeritud kokkuklapitavana ladustamise ja rakendamise lihtsustamiseks. Rakendatud olekus on mootorihoidik 1280 paralleelne LSS-i keskmooduli 1110 horisontaaltasapinnaga. Hoidikut saab rakendada vahemikus 0-90 kraadi nt manuaalse, vedmennistusega või motoriseeritud liidese kaudu.

Joonised fig 13A-13C on LSS-i sõrestikule paigaldatud mootorite üld-, eest- ja külgvaade kooskõlas ühe teostusvariandiga. Joonis fig 13A on üldvaade, joonis fig 13B on eestvaade ja joonis fig 13C on külgvaade. Eri teostusvariantides hõlmab mootor 1210 mehhanismi 1320 ühendamiseks mootori kinnitusmehhanismi punktidega 840 ribidel 830. Mõningates teostusvariantides saab mootoreid 1210 paigaldada ja eemaldada abivahenditeta. Mõningates teostusvariantides on mootori 1210 välisküljel keermestatud avad vastandlikes kohtades sümmeetriliselt tiiviku

ümbrise raskuskeskme suhtes, mille kaudu mootorihoidikuid saab turvaliselt poltida mootori 1210 külge.

Mootoreid saab ühendada üheks kaabliks kimbustatud juhtmetega. Juhtmed lõpevad liitmikuga, nagu muuhulgas, kuid mitte üksnes, mõni mitmepooluseline tugevdatud liitmik nagu EC5. Liitmiku haarav pool on LSS-i keskmoodulil, nt mootori kinnitusmehhanismi punktide 840 juures ribidel 830, samas kui sisestuspool on mootori 1210 küljel, nt seotud mehhanismiga 1320 või LSS-i mootorihoidiku otsa läheduses.

Joonis fig 14 on üldvaade LSS-ile 410 koos anduritega, mis on paigaldatud korpusele 420. LSS-i andurirühm võib hõlmata inertsiaalmõõtesüsteemi, suunistuse mõõtesüsteemi ja absoluutasendi mõõtesüsteemi. Inertsiaalmõõtesüsteem (Inertial Measurement System, IMS) võib hõlmata kolme vabadusastmega (3 Degrees of Freedom, 3DOF) kiirendusmõõtureid, güroskoope ja gravitatsiooniandureid, milleks võivad olla mikroelektromehhaaniliste süsteemide (Microelectromechanical Systems, MEMS) andurid. Suunistuse mõõtesüsteem võib hõlmata mõnd magnomeetrit või magnetomeetrit nagu kompass, kaldemõõtur, suunaandur ja raadiosageduslik asukohasüsteem. Absoluutasendi mõõtesüsteem võib hõlmata ülemaailmse asukohamääramissüsteemi (Global Positioning System, GPS) andureid 1430.

Andurirühm võib täiendavalt hõlmata lähedusandurit või laserlokaator-(Light Detection and Ranging, LIDAR)-süsteemi 1410 (nt pöörlev või lineaarne) ja/või mõnd optilist andurit 1420 nagu üht või enamat kaamerat või infrapuna-(Infrared, IR)-andurit. Lähedusandurid võivad hõlmata maapinna kõrguse andureid. Optilised andurid võivad olla paigutatud ümbrise kõigile külgedele kõigis suundades. Optilised andurid võivad samuti pakkuda kasutajale visuaalset teavet. See teave edastatakse LSS-i protsessori poolt, andmelingi kaabli ja/või traadita transiiveri kaudu. Lähedusja optilised andurid annavad süsteemile võimekuse 360-kraadiliseks ülevaateks ja kokkupõrgete vältimiseks takistuste (nt puuvõrastiku osa) avastamise ning LSS-i kursi muutmise teel takistustest hoidumiseks. Süsteem võimaldab samuti tausta (või vee) asetusandmete edastamist õhusõiduki piloodile ja meeskonnale.

Täiendavad LSS-i andurid võivad hõlmata tensoandurit kesksele konstruktsioonielemendile 510 mõjuva koormuse mõõtmiseks, pöördandurit või

mootori 1210 kiirusandurit, mis võib olla muutandur või absoluutne andur, ja hädaseiskamistihvti 1170 kohaloleku andurit.

LSS võib kasutada kaugasetusandureid või majakaid, kaugandmetöötlusüksuseid või sihtsõlme transiiverseadmeid abiks rippuva platvormi (nt helikopteri enda), LSS-i ja rippuva koorma liikumise ning huvipakkuva sihtasukoha nagu päästetava inimese või koorma sihtkoha iseloomustamisel.

LSS-i protsessor 1010 rakendab algoritme vastuvõetud andurisüsteemi andmetel soovitud süsteemi vastuse saamiseks. Näiteks on võimalik GPS-i anduri täpsustamine reaalajas kinemaatiliste (Real-Time Kinetic, RTK) algoritmide kaudu absoluutasendi täpsustamiseks. Mõõtmistulemused ühildatakse mittelineaarsete andmete ühildusmeetodite kaudu nagu Kalmani filtratsioonimeetodid optimaalsete olekuhinnangute saamiseks kõigis vabadusastmetes, et iseloomustada täpselt süsteemi asukohta ja liikumist geodeetilises ruumis.

Joonisel fig 15 toodud teostusvariandis on kujutatud LSS-i 410 talitluskomponente koos interaktiivse näidiku ehk kaugliidesega 1550. LSS-i 410 koosseisu kuulub andurirühm 1505, mis võib hõlmata asetusandureid 1506, suunistusandureid 1507, inertsiaalandureid 1508, lähedusandureid 1509, etalonasukoha andureid 1510 ning tõukejõu andureid 1511. LSS-i töötlusvõimekus 1520 hõlmab protsessorit 1010 ja mikrokontrollereid. LSS-i mälu 1525 hõlmab üldiselt muutmälu (Random Access Memory, RAM) ja alalist mitteajutist massmäluseadet nagu pooljuhtketas ning sisaldab navigatsioonisüsteeme 1526, sihtmärgi andmeid 1527 ja režiimi või käsuoleku teavet 1528. Sidesüsteemid 1530 hõlmavad traadita süsteeme 1531, nagu traadita transiiver 1020, ning traadiga süsteeme 1532. LSS-i väljund 1515 hõlmab 4 tõukejõu ohjet 1516 mootori kontrollerite 930 kaudu. Toitehaldussüsteemid 1540 reguleerivad ning jaotavad toidet nt akudelt 910. LSS-i eri sisesüsteeme ja loogilisi komponente ühendab andmesiin.

Kaugliides 1550 on andmetöötlusüksus, mis võib olla omatoitega või plaaneriga püsiühenduses. Kaugliides 1550 võtab vastu andmeid LSS-ilt, nt traadita side teel. Andmed LSS-ilt kuvatakse kaugliidesele 1550; andmetöötlusandmed sõelutakse ja teisendatakse visuaalseks teabeks. Samuti edastab interaktiivne näidik LSS-ile operaatori soovitud käsuolekud, nagu allpool käsitletakse.

Kaugliides 1550 peab sidet LSS-iga 410 sidesüsteemi 1570 kaudu, mis võib olla traadita 1571 või traadiga 1572. Väljund 1560 kaugliideselt 1550 võib hõlmata ekraanile 1561 kuvatud teavet ja heliteavet 1562. Sisend 1565 kaugliidesele 1550 LSS-i ohjamiseks võib hõlmata käske puutetundliku ekraani 1566 või juhtkangi 1567 kaudu. Eri teostusvariantides võib kaugliides 1550 hõlmata üht või enamat füüsilist ja/või loogilist seadet, mis võimaldavad kollektiivselt siin kirjeldatud funktsionaalsust.

Süsteemi eripärad võivad olla kehastatud spetsialiseeritud või eriotstarbelises andmetöötlusseadmes või andmeprotsessoris, mis on konkreetselt programmeeritud, konfigureeritud või konstrueeritud ühe või enama siin üksikasjalikult kirjeldatud arvutiga täidetavatest käskudest sooritamiseks. Süsteemi eripärad on samuti realiseeritavad hajusandmetöötluskeskkondades, kus ülesandeid või mooduleid sooritavad kaugtöötlusseadmed, mis on omavahel ühenduses mõne sidevõrgu kaudu nagu kohtvõrk ( Local Area Network, LAN), laivõrk (Wide Area Network, WAN) või internet. Hajusandmetöötluskeskkonnas võivad moodulid asuda nii kohalikes kui ka eemalasuvates mäluseadmetes. Nagu skemaatiliselt näidatud joonisel fig 15, ühendab LSS-i 410 ja kaugliidest 1550 traadiga või traadita võrk.

Joonis fig 16 on üldvaade LSS-i kaugasetusüksusele või sihtsõlmele kooskõlas ühe teostusvariandiga. Kaugasetusüksus või sihtsõlm hõlmab välist andurikomplekti või majakat, mis on konfigureeritud traadita sidepidamiseks LSS-iga kui asetuse etalonina. Kui LSS-i käsitletakse esmase andurikomplektina, võib teisese andurikomplekti asukohaks olla platvorm, mille küljes tross ripub, ja kolmandase andurikomplekti asukohaks võib olla mõni koorma korral huvi pakkuv asukoht (nt asetuse kindlaksmääramiseks koorma saamise või kohaletoimetamise eesmärgil).

Kaugasetusüksus võib hõlmata asetuse transiiverit, mis on konfigureeritud sidepidamiseks LSS-iga selle traadita transiiveri 1020 kaudu ja asetuse etaloni võimaldamiseks. Näiteks võib kaugasetusüksus olla kinnitatud helikopteri või kraana külge, mille all koorem ripub.

Mõningates teostusvariantides on kaugasetusüksuseks või sihtsõlmeks must kast 1610, mis on valmistatud vastupidavast polümeerist või plastist ja piisavalt suur mahtumaks kätte. Mustal kastil 1610 on selle küljel või peal paiknev välisantenn

1620. Kaugasetusüksus võib olla kinnitatud nt helikopteri külge magnetite, poltide või mis tahes muu kinnitusmehhanismiga. Sihtsõlm on heidetav mingisse kohta maapinnal või kinnitatav nt päästerõnga või muu ujuvvarustuse, päästja, kaasavõetava koorma külge, koorma kohaletoimetamise kohta või tööülesandekohasesse kohta.

Joonis fig 17 on üldvaade LSS-i laadimisjaamale kooskõlas ühe teostusvariandiga. Mõningates teostusvariantides on lihtsuse ja mugavuse huvides võimalik LSS-i säilitamine ning laadimine laadimisjaamas mingis alalises kohas või plaaneri pardal. Laadimisjaam 1710 võib toimida saadaolevate toiteallikate varal nagu toide masina -näiteks helikopteri - pardal, või generaatori toite varal.

Laadimisjaam 1710 on dokitav jaam, mis tähendab seda, et LSS-i saab ühendada ja paigutada laadimisjaama 1710 enese sisse. Mõningates teostusvariantides on dokkimisjaamal kaks haara 1720, üks kummalgi küljel; LSS-i lükkamine haarade vahele kuni klõpsatuse kostmiseni lukustab LSS-i paika. Õige paigutuse korral satuvad laadimisjaama raamile paigutatud LSS-i elektrikontaktid kokkupuutesse elektrikontaktidega laadimisjaamas, käivitades automaatselt LSS-i laadimise elektriga. LSS-i saab vabastada vajutusega nupule 1740 laadimisjaama küljel.

Laadimisoleku näitamiseks kasutajale on laadimissüsteemil indikaatorlamp 1730, mis näitab laadimisolekut. Laadimisjaama peal on talitlusliku vajaduse korral toitelüliti 1750. Samas saavad kasutajad laadimisjaama sisse/välja lülitada ning laadimisolekut vaadata ka kaasaskantavate kaugliideste 1550 kaudu.

Joonis fig 18 kujutab LSS-i töörutiini koos hulga režiimide või käsuolekutega.

Plokis 1805 paigaldatakse LSS-i seadmestik trossile, mille külge koorem riputatakse. Paigaldamine ei eelda LSS-i toite sisselülitamist.

Plokis 1810 LSS käivitatakse. Mõningates teostusvariantides on võimalik LSS-i algväärtustamine vajutusega nupule, mis asub LSS-i keskmooduli esiküljel. Hõlpsasti juurdepääsetava välise nupu läheduses, mis võimaldab LSS-i algväärtustamist, võib asuda veel üks nupp, millele vajutamine LSS-i viivitamatult seiskab. Lisaks algväärtustamisliidesele keskmoodulil on LSS algväärtustatav ka operaatori poolt, kes ei viibi vahetult LSS-i kõrval. Üks või enam välist operaatorit, sealhulgas, kuid

mitte üksnes, päästja trossi otsas, võivad algväärtustada LSS-i, vajutades nupule ühel või enamal kaugliidesel 1550, mis on traadita ühenduses LSS-iga.

Plokis 1815 LSS aktiveeritakse ja siirdub toimingu 1820 juurde ühes LSS-i funktsionaalsetest režiimidest või käsuolekutest, mille on valinud operaator. Süsteemil on järgmised funktsionaalsed režiimid või käsuolekud.

Jõuderežiim 1821: kõik LSS-i sisesüsteemid toimivad (nt LSS jälgib oma liikumist ja arvutab parandusmeetmeid), kuid mootorid on välja lülitatud või toimivad üksnes tühikäigukiirusel, mõjutamata koorma liikumist.

Suhtelise asetuse säilitamine objekti suhtes, režiim 1822: LSS stabiliseeritakse riputuse lähtepunkti suhtes. Näiteks juhul, kui LSS ripub koos koormaga helikopteri all, püsib LSS vahetult helikopteri all. LSS lokaliseerib objekti liikumise ja sooritab parandusmeetmed, mis on vajalikud rippuva koorma mis tahes muu liikumise kriitiliseks summutamiseks. Kui objekt liigub väiksel kiirusel, jäljendab LSS seda kiirust, nii et kaks objekti liiguvad unisoonis. Koorma häirimise korral tekitab LSS tõukejõu häirimise suunal häirimise takistamiseks, summutades kiikumise.

Liikumine asetusse / peatumine asetuses, režiim 1823: LSS stabiliseerub fikseeritud asetuses, töötades vastu ilmastiku mõjudele või helikopteri või muu riputusplatvormi väikestele liikumistele. See režiim toob kaasa igasuguse liikumise peatamise. Operaator saab saata soovitud sihtasetuse LSS-ile kaugliidese 1550 kaudu. See on saavutatav vähemalt kahel viisil.

Sihtsõlme asetus 1824: operaator saab seada LSS-i kaugasetusüksuse või musta kasti 1610 soovitud langetamiskohta (nt koht 160 joonisel fig 1). Must kast 1610 peab LSS-iga traadita sidet soovitud asetuse osutamiseks ja LSS vastab soovitud kohta manööverdamise teel. Kaugliides 1550 võtab vastu ja kuvab mõlema objekti asetuseteabe.

Kasutaja määratud asetus 1825: operaator võib kasutada kaugliidest 1550 määratud asetuse (nt koordinaadid laius- ja pikkuskraadides) saatmiseks etteantud asukohana LSS-ile. Seejärel suunab LSS rippuva koorma stabiilselt soovitud asetusse. LSS saadab samaaegselt tagasisidet kaugliidesele 1550 asetuse- ja vahemaateabe osas.

Asetuse hoidmine, režiim 1826: LSS takistab igasugust liikumist ja säilitab oma kehtivat asetust lendava objekti liikumisest sõltumatult. See režiim toob kaasa igasuguse liikumise peatamise. Režiimil on tingimuslikud vastused lendava objekti kiiruse, ohutustegurite ja füüsiliste piirangute osas.

Otsene ohje, režiim 1827: LSS-i käitamine juhtkangi abil kolmes vabadusastmes. Operaator saab otseselt ohjata asetuse valikut, pööramist ja mootori väljundi taset. Ehkki LSS on täielikult suletud ahelaga ega vaja välist ohjet talitluse käigus, on võimalus kasutajapoolseks ohjeks olemas.

Plokis 1830 lõpetab operaator talitluse ja toob LSS-i tagasi.

Plokis 1835 saab süsteemi välja lülitada vajutusega nupule kaugliidesel või vajutusega nupule keskmoodulil endal. Kui LSS hõlmab klapitavaid mootorihoidikuid, võib need üles klappida. Koorem ühendatakse koormakonksu 630 küljest lahti ja ripptross lahutatakse tõsterõngast 520 LSS-i peal. Nüüd võib LSS-i laadijasse või muusse sobivasse kohta hoiule panna. LSS-i töö on plokis 1840 tehtud.

Joonis fig 19 kujutab LSS-i otsustus- ja ohjerutiini. LSS toimib suletud ahelas, et mõista oma asetust ja liikumist peaaegu reaalajas, sooritada arvutuste kogum kõige soovituma süsteemi vastuse kindlaksmääramiseks, seejärel saata soovitud vastus õhkkäitursüsteemi mootorite rühmale trossi kiikumise leevendamiseks talitluse käigus. Protsess on pidev, kuni LSS-i varustatakse toitega.

LSS-i kõrgeima tasandi ohje voodiagramm algab plokis 1905 andmete saamisega arvukatelt anduritelt, sealhulgas (kuid mitte üksnes) kiirendusmõõtur, güroskoop, magnetomeeter, GPS, lidar/radar, masinnägemine ja/või kaugusmõõturid.

Plokis 1910 kombineerib LSS andmeid anduritelt andmeühilduse saamiseks, mis kirjeldab selle asetust, suunistust, liikumist ja keskkonda.

LSS ühildab ja filtreerib anduriandmed läbi Kalmani filtri mittelineaarsete liikide süsteemi oleku täpse esituse saamiseks. Traditsioonilistel suletud ahelaga ohjemeetoditel, mis hõlmavad hajushäälestusega proportsionaalse, integraalse ja derivatiivse tagasiside kontrollereid, on kahesuunaline side täiustatud

ohjemeetoditega, mis hõlmavad sügavõppe-neurovõrke ning tulevasi levitatud Kalmani filtreid, mis võimaldavad edasist reaalajas LSS-i tuvastust.

Plokis 1915 sooritab LSS oleku hindamise, kasutades mittelineaarseid olekuhindajaid lähitulevikus liikumise projekteerimiseks andmeühilduse ning tagasiside FA põhjal otsustus- ja ohjemootorilt olekuhindajale.

Plokis 1920 saab LSS-i otsustamise ja juhtimise alamsüsteem olekuhinnangu 1915, võtab arvesse kasutaja valitud funktsionaalse režiimi või käsuoleku 1820, nagu ka täiendava tagasiside FB tõukejõu ja suunistuse kaardistuselt 1930 ning tagasiside FC kaudu ohje väljundandmed 1940, ja otsustab selle, kuidas LSS peaks liikuma või jõudu avaldama.

Süsteemi algoritmiline väljund saadetakse liikumise kontrolleritele, millel soovitud tõukejõuvastus saadetakse elektrilistele torukanaliga tiivikmootoritele faasiohje kaudu. Tõukejõu netoväljund kaardistatakse reaalajas asendiandurite ja koormusandurite kaudu ning saadetakse siis tagasi hostile ja kontrolleritele suletud ahelaga ohjeks.

Tõukejõu ja suunistuse kaardistamise plokis 1930 võtab LSS vastu otsuse 1920 selle kohta, kuidas LSS peaks liikuma või jõudu avaldama, et määrata kindlaks tõukejõud ja suunistus tõukejõu rakendamiseks liigutamise või tõukejõu avaldamise eesmärgil vastavalt otsusele.

Plokis 1935 rakendab ventilaatori kaardistamine kindlaksmääratud tõukejõudu ja suunistust tõukejõu rakendamiseks tiiviku kaardistamise genereerimiseks mootorite 1210 ohjamiseks LSS-i kindlaksmääratud tõukejõu ning suunistuse saavutamise eesmärgil.

Plokis 1940 rakendavad LSS-i mootorid 1210 etteantud väljundi ohjet, kutsudes esile dünaamilise vastuse soovimatut liikumist takistava tõukejõu kujul.

Kogu protsess on mehitamata ja automatiseeritud, välja arvatud kõrge tasandi operaatori valitud funktsionaalsed ohjerežiimid. Netoväljundiks on ohjav jõud rippuva koorma stabiliseerimiseks.

LSS-i eri pindadele võivad olla paigaldatud olekuindikaatortuled, mis on abiks LSS-i nähtavuse ja talitluse seisukohast ülevalt ning alt. Näiteks võib LSS-il olla välisvalgustus, nagu valgusdioodid, mootorite läheduses, mis näitavad ära LSS-i ääred ja suunistuse. See võimaldab paremat tuvastamist puuduliku nähtavusega olukordades, nagu halva ilma korral. Talitluse käigus näitavad valgusdioodindikaatorid nii interaktiivsel näidikul kui ka süsteemi korpusel enesel ära selle, et süsteem on aktiivne, ja edastavad kasulikku teavet.

Joonis fig 20A on perspektiivvaade LSS-i ülemisele tõsterõngale 520 koos väliste olekuindikaatortuledega kooskõlas ühe teostusvariandiga, ja joonis fig 20B on pealtvaade LSS-i olekuindikaatortuledele kooskõlas ühe teostusvariandiga. LSS-i korpuse peal ja tõsterõnga 520 ümber võivad valgustatud olekuindikaatorid edastada LSS-ilt eri tüüpi teavet, mis on kasulik operaatorile.

Mõningates teostusvariantides võib olekuindikaatortule näit osutada LSS-i signaali vastuvõtu terviklust. LSS-i protsessor 1010 mõõdab ära signaali tugevuse ja muudab eelnevalt kindlaks määratud lävede põhjal ära tulede värvid selle tugevuse osutamiseks.

Veel üks olekuindikaator võib osutada LSS-i poolt ülesnäidatava tõukejõu suunda ja tugevust. Mõningates teostusvariantides on noolindikaatorid 2010 värvilised valgusdioodid, mille seast kõige sisemine väljapoole osutav nool on roheline, järgmine on kollane, kolmas on oranž ja välimine nool on punane. LSS võib süüdata noolindikaatoreid 2010 suuna osutamiseks, milles LSS koormat liigutada üritab, ning kasutada noolevärvide hierarhiat LSS-i väljundi kirjeldamiseks. Näiteks võib roheline noolindikaator 2010 osutada 5%~25% LSS-i väljundi taset, kollane osutada 25%-50%, oranž 50%-75% ja punane 75%-100%. Samuti annab kõrge väljunditase platvormi operaatorile nagu kraanajuhile või õhusõidukipiloodile märku liikumiseks noolindikaatorite 2010 poolt osutatud suunas LSS-i väljundvõimsuse vähendamiseks ja koorma soovitud asetuse alalhoidmiseks.

Kontsentriliste rõngastega valgusdioodid 2020 võivad samuti olla värvilised, näiteks roheline sisemine rõngas, oranž keskmine rõngas ja punane välimine rõngas. Rõngakujulised valgusdioodid 2020 võivad näidata koorma kõrgust maapinnast. Näiteks võib roheline rõngas osutada kõrgust üle 25 jala (762 cm), oranž rõngas võib

osutada kõrgust vahemikus 25 jalast 10 jalani (762-305 cm), ning punane rõngas võib

osutada kõrgust alla 10 jala (305 cm) maapinnast.

Eri teostusvariantides on välised LSS-i olekuindikaatortuled konfigureeritavad

osutama üht või enamat LSS-i asetusest, LSS-i suunistusest, vahemaast takistusteni,

kõrgusest maapinna kohal, traadita transiiveri signaalikvaliteedist, LSS-i protsessori

režiimist või käsuolekust, koorma inertsiaalsest käitumisest, toiteallika energiavarust

või saadaolevast toitest, mootorite töökoormusest või energiatarbimisest, iga mootori

tõukejõust, LSS-i liikumisest või tõukejõu suunast ja operaatori jaoks soovitatavast

suunast platvormi manööverdamiseks, mille küljes koorem ripub.

Joonis fig 21 on LSS-i juhtliidese ekraanipilt 2100 kooskõlas ühe teostusvariandiga.

Kaugliides 1550 on LSS-iga traadita sidet pidav andmetöötlusseade ekraaniga, mis

kuvab LSS-i kehtiva oleku indikaatoreid ja juhtelemente. Näiteks hõlmab kujutatud

ekraanipilt tõukejõu graafikut ajas 2110 iga mootori 1210 korral ja energiavaru

lugemit 2120 ning tiiviku kehtiva tõukejõu mõõdikuid 2130. Eri teostusvariantides näitab kaugliides 1550 samuti LSS-i asetust riputusplatvormi ja/või sihtsõlme

asukoha suhtes. Kaugliides 1550 võimaldab samuti koormusoleku tagasisidet

visuaalsete (ja heliliste, vajaduse korral) indikaatorite kujul, mis kirjeldavad koorma

inertsiaalset käitumist, väljapakutud meetmeid ning LSS-i töökoormust reaalajas.

Eri teostusvariantides sisaldab interaktiivne näidik ehk kaugliides 1550 erinevaid

nuppe, mis osutavad ja valivad süsteemi erinevaid funktsionaalseid režiime või

käsuolekuid, nagu kirjeldatud eespool viitega joonisele fig 18. Kui operaator ei peaks

olema LSS-i läheduses, võib operaator samuti algväärtustada LSS-i kaugliidese 1550

kaudu. Juhtliidese ekraanipilt 2100 hõlmab ka hädaseiskamismehhanismi nuppu 2140

erepunase „OFF“ lüliti kujul.

Joonis fig 22 on graafik, mis kujutab kiikuva koorma liikumist ja LSS-i

stabiliseeritud koorma liikumist. Y-teljel on graafikule märgitud koorma nurkasetus (kraadides), mis antud juhul esindab helikopteri all kiikuvat päästeujujat. X-teljel on

graafikule märgitud möödunud aeg (sekundites) alates algsest 30-kraadisest

kiikumisest - tegu on erandlikult suure häiringuga turbulentsetest tuultest tulenevalt - 100 kg kaaluva täisvarustuses päästeujuja langetamisel paadile. Niisugune ulatuslik

kiikumine vertikaaltelje suhtes kujutab endast erandlikult ohtlikku olukorda ujuja, lendava objekti meeskonna ja hädaliste jaoks paadi pardal.

Ilma LSS-ita taastaks piloot järk-järgult kontrolli rippuvaks ujujaks oleva kiikuva koorma üle, kuid too õõtsuks veel pikka aega ja võib paadi reelingute külge kinni jääda või nende vastu põrkuda ning tekile kukkuda. Seevastu LSS-i kasutamisel taastatakse kiiresti ujuja rahulik vertikaalasend objekti all. LSS summutab 30-kraadise pendeldamise vähem kui ühe kraadi peale alla kümne sekundiga. LSS-i kaasamine taolisse toimingusse vähendab helikopteri hõljumisaega ja võimaldab meeskonnajuhil ujuja ohutult paadile langetada, vähendades lõppkokkuvõttes toimingu ohtlikkust ning kestust.

Siin kirjeldatud LSS-id ohjavad trossi külge kinnitatud välise koorma pendlilaadset liikumist dünaamilise õhkkäitursüsteemi kaudu külgsuunalise õõtsumise ja pöördsuunalise kiikumise kõrvaldamiseks. LSS ei sõltu platvormi tüübist, mille küljes see ripub. See iseloomustab tarvilikku lennudünaamikat parandusmeetmete sooritamiseks kõikvõimalike rippuvate koormate korral. See on kohandatav väliskoormate, rippvälislastide ja päästevintsimise toimingutega, paljude muude rakenduste seas, mis lõikavad kasu autonoomsest, omatoitega, suletud ahelaga stabilisatsioonisüsteemist, mis takistab ükskõik millise rippuva koorma pendlilaadset kiikumist.

Näiteks vaatamata sellele, et eri teostusvariante kirjeldatakse eespool viitega helikopterile, on muudes teostusvariantides võimalik LSS-i rakendamine ehituskraana või portaalkraana all. Käesolev taotlus on mõeldud hõlmama siin käsitletud teostusvariantide kõikvõimalikke kohandusi või variatsioone.

Claims (15)

1. 1. Rippuva koorma stabiliseerimise süsteem (110, 210, 260, 310, 410) koorma stabiliseerimiseks, mis ripub platvormi küljest punktist (130) kulgeva trossi (120) otsas, süsteem hõlmab - keskmoodulit (1110, 1160), mis sisaldab trossi kinnituspunkti ja koorma kinnituspunkti, keskset konstruktsioonielementi (510) trossi kinnituspunkti ja koorma kinnituspunkti vahel ning sõrestikku (810), mootorikinnitusmehhanismi punkti (840) ja mootorihoidiku tugielementi (1260), mis on ühenduses keskse konstruktsioonielemendiga;- toiteallikat; - andurirühma, mis sisaldab inertsiaalandureid (1508), suunistusandureid (1507), ja asetusandureid (1506), - traadita transiiverit (1531); - mootori kontrollerit (930); kusjuures toiteallikas, andurirühm, traadita transiiver ja mootori kontroller on ühendatud keskmooduliga, - kaht või enamat mootorit (1210), mis on ühenduses mootorikinnitusmehhanismiga ja mida ohjab mootori kontroller; ning - protsessorit (1010), mis on talitluslikult ühenduses andurirühma, traadita transiiveri ja mootori kontrolleriga; mis erineb selle poolest, et protsessor on konfigureeritud: määrama kindlaks koorma liikumist andurirühma mõõtesüsteemide põhjal, ja rakendama tõukejõudu süsteemi suunistamiseks mingisse suunda ja rakendama tõukejõudu selles suunas koorma liikumise takistamiseks mootorite ohjamise teel.
2. 2. Süsteem vastavalt nõudluspunktile 1, mis erineb selle poolest, et kaks või enam mootorit hõlmavad ühesuunalisi või kahesuunalisi torukanaliga tiivikmootoreid.
3. 3. Süsteem vastavalt nõudluspunktile 1, mis erineb selle poolest, et kaks või enam mootorit hõlmavad võrdsel arvul mootoreid ja mootorite paarid on paigaldatud keskmooduli vastaskülgedele.
4. 4. Süsteem vastavalt nõudluspunktile 3, mis erineb selle poolest, et kaks või enam mootorit on paigaldatud mingis fikseeritud suunistuses keskmooduli suhtes ja süsteem on suunistunud ümber vastavale suunale vastuseks keskmooduli vastaskülgedele paigaldatud mootorite paaride tõukejõule.
5. 5. Süsteem vastavalt nõudluspunktile 1, mis erineb selle poolest, et trossi kinnituspunkt hõlmab üht või enamat tõsterõngast (520), mis on konfigureeritud võimaldama pöörlemist trossi telje ümber nõnda, et trossi väändumine või pöördliikumine on seotud lahti süsteemi suunistusest ja süsteem on isesuunistuv ükskõik millisele koorma stabiliseerimiseks vajalikule suunale.
6. 6. Süsteem vastavalt nõudluspunktile 1, mis erineb selle poolest, et koorma kinnituspunkt hõlmab üht või enamat koormakonksu (630).
7. 7. Süsteem vastavalt nõudluspunktile 1, mis erineb selle poolest, et toiteallikas hõlmab üht või enamat akut (910, 920).
8. 8. Süsteem vastavalt nõudluspunktile 7, mis erineb selle poolest, et toiteallikas on kohandatud ühendamiseks laadimisjaamaga (1710), mis on konfigureeritud elektriliseks ühendumiseks süsteemiga ühe või enama aku laadimiseks ja süsteemi füüsiliseks vastuvõtmiseks ning fikseerimiseks.
9. 9. Koorma stabiilsussüsteemi seadmestik vastavalt nõudluspunktile 1, mis erineb selle poolest, et toiteallikas hõlmab traadiga toiteühendust (1532, 1540).
10. 10. Süsteem vastavalt nõudluspunktile 1, mis erineb selle poolest, et keskmooduli ümber on korpus (420).
11. 11. Süsteem vastavalt nõudluspunktile 1, mis erineb selle poolest, et andurirühma inertsiaalandurid (1508) hõlmavad vähemalt üht kiirendusmõõturit või güroskoopi, andurirühma suunistusandurid (1507) hõlmavad vähemalt üht magnetomeetrit või kompassi ja andurirühma asetusandurid (1506) hõlmavad ülemaailmse asukohamääramissüsteemi (GPS) andurit (1430).
12. 12. Süsteem vastavalt nõudluspunktile 1, mis erineb selle poolest, et andurirühm hõlmab vähemalt üht lähedusandurist või laserlokaatorsüsteemist (LIDAR) (1410), infrapuna- või optilisest andurist (1420), gravitatsiooniandurist, tensoandurist, pöördandurist või mootori kiirusandurist või hädaseiskamistihvti (1170) kohalolekuandurist.
13. 13. Süsteem vastavalt mis tahes nõudluspunktile 1-6, mis erineb selle poolest, et tõsterõngas (520) hõlmab väliseid olekuindikaatortulesid, mis on konfigureeritud osutama üht või enamat süsteemi asetusest, süsteemi suunistusest, vahemaast takistusteni, kõrgusest maapinna kohal, traadita transiiveri signaalikvaliteedist, protsessori režiimist või käsuolekust, koorma inertsiaalsest käitumisest, toiteallika energiavarust või saadaolevast toitest, kahe või enama mootori töökoormusest või energiatarbimisest, iga mootori tõukejõust, süsteemi liikumisest või tõukejõu suunast ja operaatori jaoks soovitatud suunast platvormi manööverdamiseks, mille ühest punktist (130) kulgeva trossi (120) küljes koorem ripub.
14. 14. Süsteem vastavalt nõudluspunktile 1, mis erineb selle poolest, et keskmoodul (1110) hõlmab kasutaja poolt käitatavat nuppu või lülitit (1810) süsteemi algväärtustamiseks või seiskamiseks ning eemaldatava hädaseiskamistihvtiga (1170) hädaseiskamismehhanismi.
15. 15. Süsteem vastavalt nõudluspunktile 1, mis erineb selle poolest, et süsteem on autonoomne, omatoitega, suletud ahelaga stabilisatsioonisüsteem.