ES2708340T3 - Aparato de tipo poste para contener y cargar una aeronave no tripulada de despegue y aterrizaje verticales y método para contener y cargar una aeronave no tripulada de despegue y aterrizaje verticales mediante su utilización - Google Patents

Aparato de tipo poste para contener y cargar una aeronave no tripulada de despegue y aterrizaje verticales y método para contener y cargar una aeronave no tripulada de despegue y aterrizaje verticales mediante su utilización Download PDF

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Abstract

Un aparato para contener y cargar una aeronave VTOL no tripulada, que comprende: un poste (200) colocado sobre un suelo; y por lo menos un orificio (210), configurado de manera tal que una estaca (340) de la aeronave VTOL no tripulada (300) es insertada y fijada en el orificio (210); en donde una entrada del orificio (210) ha sido formada con una forma de cono, y por lo tanto la estaca (340) de la aeronave VTOL no tripulada (300) se inserta fácilmente en el orificio (210) durante la sujeción de la aeronave VTOL no tripulada (300); caracterizado por que el por lo menos un orificio es un orificio de sujeción natural (210) formado en un costado del poste (200) y configurado de manera tal que unas luces LED/IR diana y en forma de cruz se enciendan dentro del orificio de sujeción lateral (210) para guiar la aeronave VTOL no tripulada (300) por intermedio de inserción automática a través de un sensor de la aeronave VTOL no tripulada (300).

Description

DESCRIPCION
Aparato de tipo poste para contener y cargar una aeronave no tripulada de despegue y aterrizaje verticales y metodo para contener y cargar una aeronave no tripulada de despegue y aterrizaje verticales mediante su utilizacion ANTECEDENTES
1. Campo tecnico
La presente invencion se refiere en general a un aparato para contener y cargar una aeronave no tripulada de despegue y aterrizaje verticales (VTOL, vertical take-off and landing) y, mas particularmente, a un aparato de tipo poste para contener una aeronave VTOL no tripulada, que esta configurado en forma de un poste y que esta provisto con un equipo capaz de cargar una aeronave VTOL no tripulada en un estado en el que la aeronave VTOL no tripulada ha estado contenida en el aparato, y un metodo para contener y cargar una aeronave VTOL no tripulada utilizando el mismo.
2. Descripcion de la tecnica relacionada
En tiempos recientes, la utilizacion de aeronaves VTOL no tripuladas en areas peligrosas ha aumentado, y se preve que el campo de comercializacion de aeronaves VTOL no tripuladas se amplle aun mas en el futuro. Por ejemplo, se preve que la utilizacion de aeronaves VTOL no tripuladas aumente para realizar la prevencion del delito, para patrullaje local y para la recopilacion de informacion sobre el trafico. Por lo tanto, habra una necesidad creciente de equipos para contener y cargar una aeronave VTOL no tripulada.
La Publicacion de Solicitud de Patente Coreana N.° 10-2013-0122715 divulga una tecnologla convencional para contener una aeronave VTOL no tripulada. Esta tecnologla esta configurada en la forma de un vehlculo de contenedor que puede moverse para cargar una aeronave VTOL no tripulada.
Sin embargo, para una aeronave VTOL no tripulada que opera dentro de un area fija, es mas eficiente instalar y operar de manera fija un aparato para cargar y contener una aeronave VTOL no tripulada en una ubicacion especlfica, que utilizar un equipo movil que contenga el tipo de vehlculo. Es decir, se requiere una aeronave VTOL no tripulada que opera para realizar actividades de prevencion de delitos, patrullajes locales, recopilacion de informacion de trafico con equipos para contener y cargar una aeronave VTOL no tripulada, que este situada en una ubicacion especlfica y que contenga y cargue una aeronave VTOL no tripulada.
Un aparato de acuerdo con el preambulo de la reivindicacion 1 se divulga en el documento EP 2218642 A2.
El documento EP 2 103518 A2 divulga ademas un sistema de lanzamiento y captura para vehlculos VTOL con un lanzador y un conducto configurado para dirigir el flujo de aire generado por el lanzador. El sistema incluye una placa de captura que esta configurada para alterar el flujo de aire y generar una fuerza que atraiga el conducto a la placa de captura.
Ademas, el documento US 2008/0156932 A1 divulga un metodo para recuperar una aeronave de vuelo estacionario mediante la utilizacion de un accesorio que esta suspendido en una orientacion aproximadamente horizontal, a la que la aeronave es fijada mediante un capturador de aeronave.
Finalmente, el documento WO 98/02350 A1 divulga un ensamble de aterrizaje y despegue para aeronaves VTOL que proporciona una aeronave adaptada para el vuelo en modo helicoptero y en modo avion. La aeronave puede estar conectada a una estructura de base que puede estar fijada a un edificio, un transportador de remolque o alguna otra estructura.
COMPENDIO
Por lo tanto, la presente invencion se ha realizado teniendo en cuenta los problemas arriba mencionados que se presentan en la tecnica anterior, y un objeto de la presente invencion es el de proporcionar un aparato para contener y cargar una aeronave VTOL no tripulada en forma de un poste que esta fijado en el terreno.
Adicionalmente, hay otros objetivos que no se mencionan expllcitamente en la memoria descriptiva de la presente invencion y que pueden derivarse a partir de la configuracion de la presente invencion.
Se divulga un aparato para contener y cargar una aeronave no tripulada, de despegue y aterrizaje verticales (VTOL), que comprende un poste colocado en un terreno; un miembro prolongado conectado al poste; una cubierta provista en el miembro prolongado, y configurada para ser abierta y cerrada de manera selectiva para contener y proteger el VTOL no tripulada; una unidad de sujecion proporcionada dentro de la cubierta, y configurada para sujetar la aeronave no tripulada; y una unidad de carga proporcionada en la unidad de sujecion, y configurada para cargar la aeronave STOL no tripulada (no se reivindica).
Los siguientes parrafos describen aspectos opcionales de esta forma de realizacion que no se reivindican: Un patron de diodo emisor de luz (LED)/infrarrojo (IR) configurado para identificar un poste correspondiente a la aeronave VTOL no tripulada, formado en una parte exterior de la cubierta.
Ademas, el aparato comprende adicionalmente una unidad de comunicacion configurada para comunicarse con la aeronave VTOl no tripulada; y una unidad de supervision de datos de estado proporcionada en la unidad de carga, y configurada para llevar a cabo de manera simultanea la carga y el intercambio de datos en la aeronave STOL no tripulada.
Ademas, una lampara LED configurada para funcionar normalmente como luz callejera se halla montada en una parte inferior de la cubierta.
Por otra parte, hay un dispositivo luminoso LED//IR fijado al poste, destinado a guiar la aeronave VTOL no tripulada cuando efectue su regreso.
Por otra parte, la cubierta comprende una pluralidad de porciones, y cada una de la pluralidad de porciones puede hacerse rotar alrededor de una parte superior de la cubierta y, por lo tanto, puede ser abierta.
Ademas, la unidad de carga comprende un orificio de recepcion configurado de manera tal que una estaca de la aeronave VTOL no tripulada es insertada en el orificio de recepcion, un electrodo conectado a la estaca insertado en el orificio de recepcion, y configurado para cargar la aeronave VTOL no tripulada, y un resorte impulsor de electrodo destinado a empujar el electrodo hacia la estaca.
Ademas, el electrodo y el resorte impulsor del electrodo estan dispuestos en cada uno de entre una pluralidad de orificios laterales que se comunican con el orificio de recepcion.
Por otra parte, en el aparato, la estaca comprende una pluralidad de anillos que estan dispuestos a intervalos predeterminados en una direccion longitudinal de la estaca; y una unidad de cerrojo dispuesta en uno de entre la pluralidad de orificios laterales esta configurada para detener una parte inferior de uno cualquiera de entre la pluralidad de anillos, con lo cual se impide que la estaca sea removida del orificio de recepcion en un estado en el que la estaca ha sido insertada en el orificio de recepcion.
Ademas, el aparato comprende adicionalmente una unidad de fijacion externa configurada para sujetar un lado de la aeronave VTOl no tripulada.
Ademas, en el aparato, la cubierta es opaca, y esta configurada para funcionar como una camara de vigilancia y una luz mediante la fijacion de una camara y de una lampara LED en una parte exterior de la cubierta.
Por otra parte, la cubierta es transparente y esta configurada para ser utilizada como una camara de vigilancia mediante la utilizacion de una lampara LED y de una camara que estan fijadas a la aeronave VTOL no tripulada dentro de la cubierta.
Ademas, hay una placa de celdas solares instalada sobre la parte superior del poste, y que carga la aeronave VTOL no tripulada o provee energla electrica a una lampara para una luz callejera.
Por otra parte, hay elementos luminosos LED/IR en forma de tira que rodean el poste, dispuestos en una parte exterior del poste a intervalos de manera tal que la aeronave no tripulada determine una altura y una distancia desde el suelo al poste por intermedio de un dispositivo visor, radar o sensor infrarrojo de la aeronave no tripulada, con lo cual se gula la aeronave VTOL no tripulada por sujecion de manera de llevar a cabo la carga de dla y de noche. Ademas de lo anterior, la unidad de comunicaciones puede recibir por lo menos una de las siguientes: una senal de GPS, una senal de DGPS y una senal de faro para determinar la posicion de la aeronave no tripulada.
Ademas, los datos de estado y los datos del video y sensor procedentes de la aeronave VTOL no tripulada son transmitidos en tiempo real por intermedio de unidad de comunicaciones.
Ademas, se ha formado una entrada para la estaca de recepcion con una forma de cono, por lo que la sujecion de la aeronave VTOL no tripulada es facilitada por la elevacion de la aeronave VTOL no tripulada y una pendiente o inclinacion de la forma del cono durante la sujecion de la aeronave VTOL no tripulada.
Por otra parte, la unidad de sujecion esta ademas configurada de manera tal que se enciende una luz LED/IR en forma de diana y de cruz para guiar la aeronave VTOL no tripulada mediante la insercion automatica por medio de la vision de la aeronave VTOl no tripulada.
Ademas, la cubierta esta tambien configurada para ser abierta y cerrada de manera selectiva utilizandose cualquier metodo en el que dos porciones opuestas de la cubierta son selectivamente abiertas y cerradas y un metodo en el que una pluralidad de porciones de cubierta es selectivamente abierta y cerrada.
Asimismo, la unidad de carga esta ademas configurada para llevar a cabo de manera simultanea la carga y el intercambio de datos.
De acuerdo con la presente invencion, y tal como se reivindica en la reivindicacion 1, se proporciona un aparato para contener y cargar una aeronave VTOL no tripulada, que incluye un poste colocado en un terreno, y por lo menos un orificio de sujecion lateral formado en un costado del poste, y configurado de manera tal que una estaca de la aeronave VTOl no tripulada es insertada y sujeta en el orificio de sujecion lateral; en donde una entrada del orificio de sujecion lateral esta formada con una forma de cono, y por lo tanto la estaca de la aeronave VTOL no tripulada es insertada facilmente en el orificio de sujecion lateral durante la sujecion de la aeronave VTOL no tripulada; y en donde el orificio de sujecion lateral esta ademas configurado de manera tal que las luces LED/IR de diana y en forma de cruz se encienden dentro del orificio de sujecion lateral a efectos de guiar la aeronave VTOL no tripulada por medio de la insertion automatica con ayuda de un sensor de la aeronave VTOL no tripulada.
Los parrafos siguientes describen aspectos opcionales de la invencion:
La estaca esta fijada de manera de no moverse dentro del orificio de sujecion lateral en una direction de balanceo de manera tal que la aeronave VTOL no se balancee en un estado en el que la estaca ha sido insertada en el orificio de sujecion lateral.
Por otra parte, la estaca tiene una forma angulada, y el orificio de sujecion lateral tiene una forma correspondiente a la forma angulada.
De acuerdo con otro aspecto mas de la invencion, se proporciona un metodo (no reivindicado) para contener y cargar una aeronave VTOL no tripulada en un poste colocado en un suelo, en donde el metodo incluye identificar, mediante un aparato para contener y cargar la aeronave VTOL no tripulada, una aeronave VTOL no tripulada a lo largo de una gran distancia, y recibir, mediante el aparato para controlar y cargar la aeronave VTOL no tripulada, information acerca de la ubicacion de la aeronave VTOL no tripulada; guiar la aeronave VTOL no tripulada a una ubicacion cercana; guiar la aeronave VTOL no tripulada hacia una cubierta por medio de un guiado de un elemento luminoso LED/IR fijado al poste; abrir la cubierta a efectos de contener la aeronave VTOL no tripulada; calcular una altura o una distancia desde el poste a un suelo utilizando el elemento luminoso LED/IR fijado al poste, y permitir que la aeronave VTOL no tripulada se acerque a una ubicacion inmediatamente por debajo de la cubierta para llevar a cabo la carga y la sujecion cuando la aeronave VTOL no tripulada detecta una luz IR/LED en la parte inferior de la cubierta por intermedio de una camara fijada a un extremo de una estaca de la aeronave VTOL no tripulada mientras lleva a cabo un vuelo del giro alrededor del eje x-y en un area segura en la que la aeronave VTOL no tripulada no colisiona con el suelo por debajo de la cubierta; sujetar la aeronave VTOL no tripulada a una unidad de sujecion del aparato para contener y cargar la aeronave VTOl no tripulada; y llevar a cabo simultaneamente la carga y el intercambio de datos en conexion con la aeronave VTOL no tripulada en un estado en el que le aeronave VTOL no tripulada ha sido fijada.
Los siguientes parrafos describen aspectos opcionales del metodo:
Guiar la aeronave VTOL no tripulada a una ubicacion cercana comprende guiar la aeronave VTOL no tripulada a la ubicacion cercana mediante la transmision de informacion sobre la position de un punto de retorno a la aeronave VTOL no tripulada para lo cual se utiliza el elemento luminoso LED/IR del poste.
Ademas, la sujecion de la aeronave VTOL no tripulada comprende adicionalmente la sujecion del costado de la aeronave VTOL no tripulada utilizando un elemento de sujecion exterior.
Por otra parte, el metodo comprende ademas cargar la aeronave VTOL no tripulada con energla electrica que es generada por una placa de celdas solares instalada sobre una parte superior del poste.
Ademas, la identification de la aeronave VTOL no tripulada comprende recibir por lo menos una de entre las siguientes: una senal de GPS, una senal de DPGS y una senal de faro, y determinar informacion de ubicacion de la aeronave VTOL no tripulada en base a la senal.
Ademas, cargar la aeronave VTOL no tripulada comprende transmitir datos de estado de la aeronave VTOL no tripulada en tiempo real.
BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS
Los objetos, aspectos y ventajas precedentes y otros, de la presente invencion se comprenderan mas cabalmente gracias a la siguiente description detallada tomada en conjuncion con los dibujos adjuntos, en los que:
La Figura 1 es una vista en perspectiva que ilustra la configuration general de un aparato de tipo poste (no reivindicado) para contener y cargar una aeronave VTOL no tripulada de acuerdo con una forma de realizacion de la divulgacion;
la Figura 2 es un diagrama que ilustra el estado abierto del aparato de tipo poste para contener y cargar la aeronave VTOL no tripulada de acuerdo con la forma de realizacion;
la Figura 3 es un diagrama que ilustra la sujecion del aeronave VTOL no tripulada dentro del aparato de tipo poste para contener y cargar la aeronave VTOL no tripulada de acuerdo con la forma de realizacion;
la Figura 4 es un diagrama que ilustra la sujecion para la carga/intercambio de datos de una aeronave VTOL no tripulada que se lleva a cabo en un estado en el que la estaca de la aeronave VTOL no tripulada ha sido sujeta en el aparato de tipo poste para contener y cargar la aeronave VTOL no tripulada de acuerdo con la forma de realizacion;
la Figura 5 es un diagrama que ilustra una disposicion de luces de llnea LED/IR de tipo diana y en forma de cruz que es utilizada por el aparato de tipo poste para contener y cargar la aeronave VTOL no tripulada de acuerdo con la forma de realizacion, para guiar la aeronave VTOL no tripulada;
la Figura 6 es un diagrama que ilustra una unidad de sujecion externa del aparato de tipo poste para contener y cargar la aeronave VTOL no tripulada de acuerdo con la forma de realizacion;
las Figuras 7 y 8 son diagramas que ilustran un aparato de tipo poste para contener y cargar una aeronave VTOL no tripulada de acuerdo con la presente invencion;
la Figura 9 es un diagrama que ilustra que la aeronave VTOL no tripulada es insertada en y sujetado en cada uno de los orificios de sujecion lateral;
la Figura 10 es un diagrama que ilustra la estaca 340 con una forma angulada; y
las Figuras 11(A) y 11(B) son diagramas que ilustran que la aeronave VTOL no tripulada se esta acercando al aparato de tipo poste (no reivindicado) para ser sujeta.
DESCRIPCION DETALLADA
Se describen formas de realizacion de la presente invencion haciendo referencia a los siguientes dibujos de manera tal que una persona con el conocimiento habitual en la tecnica pueda facilmente implementar la presente invencion En la siguiente descripcion de la presente invencion, si se determina que una descripcion detallada de una funcion o configuracion bien conocidas puede oscurecer de manera innecesaria el fundamento de la presente invencion, se omite la descripcion detallada. Por otra parte, algunos aspectos presentados en los dibujos pueden haber sido ampliados, reducidos o simplificadas por razones de facilidad de la descripcion. Las Figuras y sus componentes no han sido dibujados necesariamente en escala. Sin embargo, los detalles seran evidentes para una persona con la pericia habitual en la tecnica.
Se describe un aparato de tipo poste (no reivindicado) 100 para contener y cargar una aeronave VTOL no tripulada de acuerdo con una forma de realizacion de la divulgacion, haciendose referencia a las Figuras 1 a 6.
El aparato 100 para contener y cargar la aeronave VTOL no tripulada de acuerdo con la presente invencion es un equipamiento que tiene la capacidad de cargar una aeronave VTOL no tripulada con electricidad sin dejar de dar cabida y contener la aeronave VTOL no tripulada.
El aparato 100 para contener y cargar la aeronave VTOL no tripulada (que en lo que sigue lleva la designation de “aparato que contiene y carga”) de acuerdo con la forma de realizacion incluye un poste 110 colocado en el terreno, y un miembro extendido 120 conectado al poste 110. Se ha provisto una cubierta 130 bajo el miembro extendido 120, y esta configurada para ser abierta y cerrada de manera selectiva de manera de contener y proteger la aeronave VTOL no tripulada (que en lo que sigue se denomina simplemente como “aeronave” o “aeronave VTOL no tripulada”) 300.
Se ha provisto una unidad de sujecion 140 para sujetar la aeronave VTOL no tripulada 300 dentro de la cubierta 130. Por otra parte, se ha provisto una unidad de carga 150 para cargar la aeronave VTOL no tripulada 300 a la unidad de fijacion, que por lo tanto puede cargar la aeronave VTOL no tripulada 300 en un estado sujeto. La aeronave VTOL no tripulada 300 puede ser fijada automaticamente mientras esta consciente de la ubicacion del orificio de reception 151 de la unidad de carga 150 por su propio medios.
Por otra parte, sobre la parte exterior de la cubierta 130 se ha formado un tipo particular de patron de diodo emisor de luz/ infrarrojo (LED/IR). La aeronave VTOL no tripulada 300 puede reconocer el tipo de patron particular 137, y por lo tanto puede regresar al aparato de contention y carga 100 al cual corresponde. Ademas, la cubierta 130 funciona de manera de proteger la aeronave VTOL no tripulada contra un entorno exterior y tambien funciona como una luz callejera y como una camara de supervision cuando la aeronave VTOL no tripulada no esta llevando a cabo una mision.
La altura y la ubicacion de la aeronave VTOL no tripulada se determinan por la vision de la aeronave no tripulada utilizando el patron LED/IR provisto sobre el poste 110, y a continuation la aeronave VTOL no tripulada es guiada hacia una ubicacion por debajo de una cubierta 130.
Por otra parte, el aparato de contencion y carga 100 de acuerdo con la forma de realizacion puede incluir una unidad de comunicacion para comunicarse con la aeronave VTOL no tripulada 300, y por lo tanto lleva a cabo la comunicacion requerida con la aeronave VTOL no tripulada 300. La unidad de carga 150 puede incluir una unidad de supervision de los datos de estado (no se ilustra), y por lo tanto puede supervisar los datos de estado de la aeronave VTOL no tripulada 300 mientras carga la aeronave VTOL no tripulada 300 en un estado en el que la aeronave VTOL no tripulada 300 ha estado contenida en el aparato de contencion y carga 100.
Ademas, es posible montar una lampara LED 135 sobre la parte inferior de la cubierta 130 del aparato de contencion y carga de acuerdo con la forma de realizacion. La lampara 135 se mantiene usualmente encendida y en tal caso ilumina un area debajo de la lampara 135, y por lo tanto funciona como una luz callejera y tambien genera un patron especlfico que gula la aeronave VTOL no tripulada por medio de un vuelo estacionario (deja de volar) por debajo de la cubierta 130.
Por otra parte, es necesario transmitir la informacion de ubicacion del punto de retorno a la aeronave VTOL no tripulada cuando la aeronave VTOL no tripulada regresa. Para esta finalidad, hay un elemento luminoso LED/IR 115 fijado al poste 110. Es decir, el elemento luminoso 115 transmite la informacion de ubicacion del punto de retorno a la aeronave VTOL no tripulada, y por lo tanto gula la aeronave VTOL no tripulada durante su recorrido de regreso. Una configuracion relacionada con el guiado para guiar la aeronave VTOL no tripulada 300 hacia el aparato de contencion y carga 100 determina la ubicacion de la aeronave VTOL no tripulada mientras la aeronave VTOL no tripulada se esta moviendo, y transmite la informacion de ubicacion del punto de retorno a la aeronave VTOL no tripulada, con lo cual gula el aparato VTOL no tripulada durante su regreso. Este proceso se lleva a cabo principalmente por intermedio del elemento luminoso 115 fijado al poste 110, una senal de faro, un receptor de DPGS (Differential Global Positioning System, Sistema Global de Posicionamiento Diferencial), o similar. El aparato de contencion y carga de tipo poste 100 para la aeronave VTOL no tripulada utiliza un sensor para llevar a cabo una fijacion segura por medio de un proceso completamente automatizado.
La cubierta 130 puede tener varias formas, tales como una forma esferica, una forma piramidal, y una forma cubica. La cubierta 130 ilustrada tiene una forma esferica y es capaz de reducir el arrastre de aire en los dibujos, a tltulo de ejemplo. Si la aeronave VTOL no tripulada se acerca al aparato de contencion y carga 100 a efectos de regresar (referirse a la Figura 11), el aparato de contencion y carga 100 deberla ser abierto. La cubierto 130 incluye una pluralidad de porciones. Cada una de entre la pluralidad de porciones rota y es abierta alrededor de la parte superior de la cubierta. La cubierta 130 puede estar dividida en una pluralidad de porciones. A tltulo de ejemplo, la cubierta 130 ilustrada esta dividida en dos porciones en los dibujos.
La aeronave VTOL no tripulada 300 de acuerdo con la forma de realizacion es una aeronave que patrulla un area especlfica o lleva a cabo actividades para los fines de prevencion del delito, recoleccion de informacion del trafico o similar, en un sitio invisible. La aeronave VTOL no tripulada 300 incluye una camara incorporada, o incluye una camara 310 instalada en la parte inferior de la cubierta a efectos de fotografiar un area de supervision para los fines de una actividad de patrullaje o de vigilancia. Por otra parte, la aeronave VTOL no tripulada 300 incluye ademas una lampara LED 320, con lo cual irradia un area especlfica en caso de necesidad.
Es decir, la aeronave VTOL no tripulada 300 de acuerdo con la forma de realizacion incluye la lampara LED 320 y la camara 310, de manera tal que la aeronave VTOL no tripulada 300 pueda encender la lampara 320 para irradiar un area frontal en caso de necesidad y pueda fotografiar un area diana especlfica mediante la camara 316 y seguidamente transmitir una imagen fotografiada a un centro de control, etc.
Como se ilustra en la Figura 4, la porcion de fijacion superior 330 de la aeronave VTOL no tripulada 300 incluye una estaca 340 que esta insertada en la unidad de sujecion 140 del aparato de contencion y carga y que tambien permite la carga. La estaca 340 incluye una pluralidad de anillos 341 dispuestos a intervalos predeterminados en la direccion longitudinal de la estaca 340. Ademas, hay unas tiras metalicas para cargar que estan instaladas en la estaca 340. Por otra parte, puede haber un sensor de vision y una camara montados en la parte superior de la estaca 340. La unidad de carga 150 incluye un orificio de recepcion 151 dentro del cual se inserta y monta la estaca 340 de la aeronave VTOL no tripulada. El orificio de seccion 151 es un orificio vertical. Hay unos electrodos 152 dispuestos en el orificio de recepcion 151, que entran en contacto con la estaca 340 insertada en el orificio de recepcion 151, con lo cual permiten la carga electrica. Hay un numero adecuado de electrodos 152 dispuestos que forman una pluralidad de capas verticales, con lo cual permiten la carga o un intercambio de datos en conexion con la aeronave VTOL no tripulada.
Ademas, se ha provisto un resorte impulsor de electrodos 153 detras de cada uno de los electrodos 152. El resorte impulsor de electrodos 152 aplica una fuerza tal que el electrodo 152 es llevado a contacto con la estaca 340 por el hecho de empujar el electrodo 152 hacia la estaca 340 en un estado en el que la estaca 340 ha sido insertada. En este caso, el electrodo 152 y el resorte impulsor de electrodo 153 pueden estar dispuestos en cada uno de entre la pluralidad de orificios laterales 155 que se comunican con el orificio de recepcion 151 en una direccion lateral.
Ademas, el electrodo 152 esta conectado a uno de los extremos del resorte impulsor de electrodo 153. Por otra parte, el resorte impulsor de electrodo 153 esta dispuesto en los orificios laterales 155 mientras aplica una fuerza elastica suficiente para llevar el electrodo 152 a contacto con la estaca 340. Cuando se remueve la estaca 340 del orificio de recepcion 151, la estaca 340 puede ser removida suavemente gracias a la forma redondeada de los extremos de los electrodo 152 mientras empujan los anillos 341 de la estaca 340 hacia el resorte impulsor de electrodo 153. Sera evidente que la presente divulgacion no se limita a ello y que pueden utilizarse diversos tipos de medios para el contacto o liberacion de los electrodos 152.
Para asegurar la sujecion de la aeronave VTOL no tripulada en un estado en el que la aeronave VTOL no tripulada 300 ha estado contenida en el aparato de contencion y carga 100, el aparato de contencion y carga 100 incluye ademas una unidad de sujecion externa 160 que sujeta el aparato VTOL no tripulado 300 en el lado de la aeronave VTOL no tripulada 300. A tltulo de ejemplo, la unidad de sujecion externa 160 tiene una estructura en la que un anillo 165 esta dividido en dos partes y puede ser abierto. La sujecion de la aeronave VTOL no tripulada 300 esta asegurada adicionalmente de manera tal que el anillo 165 de la unidad de fijacion externa 160 sujeta la aeronave VTOL no tripulada 300 de una manera de estar envuelta alrededor del lado de la aeronave VTOL no tripulada 300 en un estado en el que la aeronave VTOL no tripulada 300 ha sido sujeta mediante la unidad de sujecion 140.
Por otra parte, la cubierta 130 de acuerdo con la forma de realizacion puede estar hecho de un material opaco o transparente.
Si la cubierta 130 esta hecha de un material opaco, puede permitirse que la cubierta 130 funcione adicionalmente como una camara de vigilancia por el hecho de fijar una camara en la parte externa de la cubierta 130. Es decir, el aparato de contencion y carga 100 de acuerdo con la forma de realizacion puede funcionar normalmente como una luz callejera y como una camara de vigilancia.
En cambio, si la cubierta 130 esta hecho de un material transparente, la cubierta 130 puede utilizarse como una camara de vigilancia utilizando la lampara LED 320 y la camara 310 que estan fijadas a la aeronave 300 sujeta dentro de la cubierta 130. En otras palabras, ya que es posible tomar fotograflas utilizando la camara 310 provista en la aeronave VTOL no tripulada 300 en el que la aeronave VTOL no tripulada 300 ha sido fijada dentro de la cubierta 130, puede permitirse que el aparato de contencion y carga 100 funcione como camara de vigilancia mediante la utilizacion del rasgo.
Puede haber una placa de celdas solares (no ilustrada) sobre la parte superior del poste 110. Puede recolectarse electricidad durante las horas diurnas utilizando la placa de celdas solares, y a continuacion la aeronave VTOL no tripulada puede ser cargada con la electrica recolectada, o la energla electrica recolectada puede ser provista a la lampara L e d 135.
Por otra parte, el elemento luminoso LED/IR 115 puede ser fijado en la parte exterior del poste 110, y puede hacer que el poste 110 sea unico en su genero, con lo cual se permite que la nave aerea identifique el poste 110 aun durante la noche. Una unidad de comunicacion (no se ilustra) proporcionada en el aparato de contencion y carga (por ejemplo, el poste 110 o la unidad de 140) es un medio para la determinacion de la posicion de la aeronave VTOL no tripulada 300. La unidad de comunicacion incluye por lo menos uno de los siguientes: un receptor de GPS, un receptor de DGPS, y una senal de faro. La informacion de estado y la imagen fotografiada procedente de la aeronave VTOL no tripulada son transmitidas en tiempo real por intermedio de la unidad de comunicacion.
La unidad de sujecion 140 se basa en una sujecion de zocalo mecanico. La sujecion se lleva a cabo mediante la unidad de fijacion 140, y la carga se lleva a cabo de manera simultanea con la sujecion. La unidad de sujecion 140 incluye un sensor de vision, sonar o similar para llevar a cabo la sujecion. La union de sujecion 140 del aparato de contencion y carga de acuerdo con la forma de realizacion puede estar configurada de manera de ser giratoria. Por otra parte, ya que la entrada del orificio de recepcion 151 tiene la forma de un cono, la sujecion de la aeronave VTOL no tripulada puede facilitarse mediante el izado de la aeronave VTOL no tripulada 300 y por la pendiente de la entrada en forma de cono, durante la sujecion. Dicho con mayor detalle, durante la sujecion de la aeronave VTOL no tripulada, la estaca superior 340 es insertada en el orificio de recepcion 151 mientras la aeronave VTOL no tripulada 300 esta generando un impulso ascendente y por lo tanto se esta elevando verticalmente. En este caso, la entrada del orificio de recepcion 151 forma una pendiente conica, y por lo tanto la sujecion se lleva a cabo durante la elevacion de la aeronave 300 atribuible al izado aun cuando la estaca 340 no esta exactamente situada en el centro del orificio de recepcion 151 y por lo tanto hay algun desplazamiento.
Una unidad de cerrojo 154 dispuesta en cualquiera de entre la pluralidad de orificios laterales 155 detiene la parte inferior del anillo 341 por el resorte 156 que opera la unidad de cerrojo cuando es necesario en un estado en el que la estaca 340 ha sido insertada en el orificio de recepcion 151, con lo cual se impide que la estaca 340 sea removida del orificio de recepcion 151.
Entretanto, si bien el resorte 156 que opera la unidad de cerrojo 156 tiene una fuerza elastica similar a la fuerza elastica del resorte impulsor de electrodos 153 anteriormente descrito, la unidad de cerrojo 154 se mueve en una direccion que lo aleja de la estaca 340 de acuerdo con el principio de Faraday por lo que se libera la detencion cuando una corriente ha sido aplicada en un estado en el que la estaca 340 ha sido insertado, de manera tal que la aeronave VTOL no tripulada puede ser removida del orificio de recepcion 151. Sera evidente que la presente divulgacion no se limita a ello y que posible utilizar diversos tipos de medios para lograr la aplicacion o liberacion de la unidad de cerrojo 154.
Como se ilustra en la Figura 5, en la unidad de sujecion 140, se enciende un IR LED en forma de diana para guiar la aeronave VTOL no tripulada 300 por intermedio de la insercion automatica a traves de la vision de la aeronave VTOL no tripulada 300.
La cubierta 130 tiene una forma esferica, una forma cubica, o una forma piramidal. La cubierta 130 supone un metodo en el que dos cubiertas opuestas, izquierda y derecha, son abiertas o cerradas, o supone un metodo en el que una cubierta que puede ser dividida en una pluralidad de partes se abre o cierra. La unidad de carga 150 puede llevar a cabo la carga y el intercambio de datos de estado.
En lo que sigue y con referencia a las Figuras 7 a 10 se describe un aparato de contencion y carga de acuerdo con la presente invencion.
El aparato de contencion y carga de acuerdo con la presente forma de realizacion esta configurado por dar cabida a uno o mas aeronaves VTOl no tripuladas en el lado del poste 200, sujetar las aeronaves VTOL no tripuladas al lado del poste 200, y simultaneamente cargar las aeronaves VTOL no tripuladas con electricidad.
Es decir, tal como se ilustra en la Figura 7, en el aparato de contencion y carga de acuerdo con la presente forma de realizacion, uno o mas orificios de sujecion laterales 210 han sido formados en el lado del poste 200 colocado en el suelo.
La estaca 340 de cada una de las aeronaves VTOL no tripuladas 300 esta insertada en y sujeta en cada uno de los orificios de fijacion lateral 210. Tal como se ilustra en la Figura 9, la estaca 340 de la aeronave VTOL no tripulada 300 esta formada de manera de sobresalir desde el frente de la aeronave VTOL no tripulada 300. Puede haber un sensor de vision y una camara montados en el extremo frontal 3401 de la estaca 340. La estaca 340 de la aeronave VTOL no tripulada opera utilizando un metodo de carga/fijacion identico al de la Figura 4. Por otra parte, una tira de LED/IR (no se ilustra) puede esta montada en la estaca 340, y por lo tanto la aeronave VTOL no tripulada 300 puede determinar una altura desde el terreno y una distancia desde la estaca 340 por si misma.
Como se ilustra en la Figura 8, ya que la entrada del orificio de sujecion lateral 210 ha sido formada con una forma conica, la estaca 340 de la aeronave VTOL no tripulada 300 puede ser facilmente insertada en el orificio de sujecion lateral 210 durante la sujecion de la aeronave VTOL no tripulada 300.
Entretanto, la estaca 340 esta fijada de manera de no moverse en el orificio de sujecion lateral 210 en una direccion de balanceo (vease la direccion R de la Figura 8B) de manera tal que la aeronave VTOL no tripulada 300 no se balancea en un estado en el que la estaca 340 ha sido insertada en el orificio de sujecion lateral 210. Tal como se ilustra en la Figura 10, la estaca 340 puede tener una forma en angulo a modo de ejemplo, y el orificio de sujecion lateral 210 puede tener una forma correspondiente.
Por lo tanto la aeronave VTOL no tripulada 300 puede ser cargada en un estado en el que el rotor de la aeronave VTOL no tripulada 300 esta dirigido hacia una direccion en el cielo (una direccion ascendente en la Figura 9), es decir, en un estado en el que la direccion del izado del rotor corresponde a una direccion opuesta a la direccion de la gravedad. Si la estaca 340 de la aeronave VTOL no tripulada 300 no esta fijada en un estado en el que la estaca 340 ha sido insertada en el orificio de sujecion lateral 210, la aeronave VTOL no tripulada 300 puede balancearse, y por lo tanto es posible invertir la direccion del rotor. En este caso, cuando la aeronave VTOL no tripulada 300 es separada del orificio de sujecion lateral 210 y a continuacion emprende el vuelo nuevamente despues de haber completado la carga, la direccion de la gravedad es identica a la direccion de izado del rotor, y por lo tanto puede presentarse un problema por el hecho de que la aeronave VTOL no tripulada 300 no puede emprender el vuelo. Entretanto, se encienden las luces LED/IR diana y en forma de cruz dentro del orificio de sujecion lateral 210 para guiar la aeronave VTOL no tripulada 300 por medio de la insercion automatica mediante el sensor de la aeronave VTOL no tripulada 300. Sin embargo, dado que esta configuracion es similar a la configuracion arriba descrita, se omite una description detallada de la misma por razones de comodidad.
A continuacion se describe un metodo (no reivindicado) para contener y cargar una aeronave VTOL no tripulada de acuerdo con otra forma de realizacion de la divulgation.
El metodo de acuerdo con esta forma de realizacion incluye una primera etapa de identificar, mediante un aparato para contener y cargar una aeronave VTOL no tripulada, una aeronave VTOL no tripulada por sobre una gran distancia, y recibir, por medio del aparato para contener y cargar l aeronave VTOL no tripulada, la information de ubicacion de la aeronave VTOL no tripulada; una segunda etapa consistente en transmitir la informacion de ubicacion del aparato para contener y cargar la aeronave VTOL no tripulada 300 a la aeronave VTOL no tripulada, y guiar la aeronave VTOl no tripulada a una ubicacion cercana; una tercera etapa consistente en guiar la aeronave VTOL no tripulada hacia una cubierta por intermedio del guiado de un elemento luminoso LED/IR fijado al poste ; una cuarta etapa consistente en abrir la cubierta para contener la aeronave VTOL no tripulada ; una quinta etapa consistente en sujetar la aeronave VTOL no tripulada a una unidad de fijacion del aparato para contener y cargar la aeronave VTOL no tripulada; y una sexta etapa consistente en simultaneamente cargar y supervisar los datos de estado en conexion con la aeronave VTOL no tripulada en un estado en el que la aeronave VTOL no tripulada ha sido sujeta.
En la segunda etapa, el elemento luminoso LED/IR 115 fijado al poste 110 transmite la informacion de ubicacion de un punto de retorno a la aeronave VTOL no tripulada, con lo cual se gula la aeronave VTOL no tripulada a una ubicacion cercana. El lado de la aeronave VTOL no tripulada se sujeta utilizando la unidad de sujecion externa 160. La aeronave VTOL no tripulada es cargada con una energla electrica que es generada por la placa de celdas solares instalada en la parte superior del poste 110. Ademas, la informacion de ubicacion de la aeronave VTOL no tripulada es recibida, para lo cual se utilizan por lo menos una de las siguientes: una senal de GPS, una senal de DGPS y una senal de faro por intermedio de la unidad de comunicacion, y de esta manera se determinan la ubicacion de la aeronave VTOL no tripulada.
Seguidamente, en la quinta etapa, se transmiten los datos de estado y los datos observacionales de la aeronave VTOL no tripulada, por intermedio de la unidad de comunicacion, en tiempo real.
A continuacion se describe brevemente un proceso para hacer aterrizar la aeronave VTOL no tripulada.
1) cuando la aeronave VTOL no tripulada esta situada a gran distancia, la aeronave VTOL no tripulada es guiado por una senal de GPS, una senal de DGPS o una senal de faro. Cuando la aeronave VTOL no tripulada se aproxima a una ubicacion cercana, se identifica la estaca por intermedio del elemento luminoso lEd/IR fijado al poste.
2) Cuando se haya llevado a cabo un acercamiento completo, la aeronave VTOL no tripulada requiere la abertura de la cubierta, y por lo tanto se abre la cubierta.
3) la aeronave VTOL no tripulada calcula la altura o distancia desde el poste al suelo utilizando una tira (elemento luminoso) de LED/IR fijado al poste, y lleva a cabo un vuelo de giro en los ejes X-Y en un area segura en la que la aeronave VTOl no tripulada no colisiona con el terreno debajo de la cubierta. Cuando la aeronave VTOL no tripulada detecta una luz LED/IR sobre la porcion inferior de la cubierta por intermedio de la camara fijada en el extremo frontal de la estaca de la aeronave VTOL no tripulada, la aeronave VTOL no tripulada se aproxima a una ubicacion inmediatamente por debajo de la cubierta para llevar a cabo la carga y la sujecion.
4) La informacion sobre la posicion, la informacion de ubicacion o similar se recolectan por intermedio del sensor de vision o del sensor de IR. La distancia desde la unidad de fijacion se mide utilizando sonido del sonar.
Entretanto, cuando se abre la cubierta, la aeronave VTOL no tripulada 300 es despachada para que lleve a cabo su mision y a continuacion se cierra la cubierta nuevamente, el aparato para contener y cargar una aeronave VTOL no tripulada funciona como una luz callejera y/o como una camara de vigilancia. Cuando la aeronave VTOL no tripulada que ha llevado a cabo su mision regresa, la cubierta se abre y la aeronave VTOL no tripulada 300 es guiada a traves del aparato de contencion. La carga de la aeronave VTOL no tripulada 300 tiene lugar al mismo tiempo que la aeronave VTOL no tripulada 300 completamente sujeta por intermedio de diversos tipos de sensores instalados en el aparato para contener y cargar una aeronave VTOL no tripulada, y a continuacion la cubierta se cierra nuevamente.
La divulgacion se refiere a un aparato de tipo poste para contener y cargar una aeronave VTOL no tripulada que lleva a cabo misiones, tales como una supervision regular, patrullaje local, recoleccion de informacion de trafico con expectativas de un incremento en la utilizacion de aeronaves VTOL no tripuladas en el futuro. El objeto de la invencion es el de proporcionar un aparato de tipo poste para contener y cargar una aeronave VTOL no tripulada, a efectos de permitir que la aeronave VTOL no tripulada lleve a cabo su mision despues de abrir la cubierta y que contiene la aeronave VTOL no tripulada, sujetar la aeronave VTOL no tripulada al poste y a continuacion llevar a cabo la carga y la supervision del estado en relacion con la aeronave VTOL no tripulada cuando la aeronave VTOL no tripulada haya regresado, y que normalmente funciona como una luz callejera y/o como una camara de supervision, con lo cual se reduce la mano de obra y se lleva a cabo automaticamente la tarea arriba descrita. Ademas, la divulgacion tambien proporciona un aparato de tipo poste para contener y cargar una aeronave VTOL no tripulada, que es capaz de sujetar uno o mas aeronaves VTOL no tripuladas a un poste y de cargar las aeronaves VTOL no tripuladas utilizando las porciones de fijacion proporcionadas sobre los frentes de las aeronaves VTOL no tripuladas. Para lograr estos objetivos, el aparato de tipo poste para contener y cargar una aeronave VTOL no tripulada de acuerdo con la divulgacion incluye varios sensores para sujetar, un suministro de energla electrica que funciona de modo de cargar la aeronave VTOL no tripulada y para funcionar como una luz callejera, y un elemento luminoso LED/IR para permitir que la aeronave VTOL no tripulada identifique el aparato para contener y cargar una aeronave VTOL no tripulada del cual la aeronave VTOL no tripulada forme parte.
Los aparatos de tipo poste para comprender y cargar una aeronave VTOL no tripulada de acuerdo con formas de realizaciones de la divulgacion son ventajosos por el hecho que contener una aeronave VTOL no tripulada puede llevarse a cabo de manera eficiente, es posible reducir el desperdicio de mano de obra por el hecho de permitir la utilizacion eficiente de una aeronave VTOL no tripulada, y los aparatos de tipo poste para contener y cargar una aeronave VTOL no tripulada pueden funcionar normalmente como luces callejeras y/o como camaras de vigilancia , Por otra parte, las ventajas de la divulgacion no se limitan a las ventajas arriba descritas, e incluyen ventajas que pueden derivarse de la descripcion detallada de la divulgacion.
Si bien las formas de realizacion preferidas de la divulgacion han sido divulgadas con detalle, los alcances de la proteccion se limitan solamente por las reivindicaciones adjuntas.

Claims (3)

REIVINDICACIONES
1. Un aparato para contener y cargar una aeronave VTOL no tripulada, que comprende:
un poste (200) colocado sobre un suelo; y
por lo menos un orificio (210), configurado de manera tal que una estaca (340) de la aeronave VTOL no tripulada (300) es insertada y fijada en el orificio (210);
en donde una entrada del orificio (210) ha sido formada con una forma de cono, y por lo tanto la estaca (340) de la aeronave VTOL no tripulada (300) se inserta facilmente en el orificio (210) durante la sujecion de la aeronave VTOL no tripulada (300);
caracterizado por que
el por lo menos un orificio es un orificio de sujecion natural (210) formado en un costado del poste (200) y configurado de manera tal que unas luces LED/IR diana y en forma de cruz se enciendan dentro del orificio de sujecion lateral (210) para guiar la aeronave VTOL no tripulada (300) por intermedio de insercion automatica a traves de un sensor de la aeronave VTOL no tripulada (300).
2. El aparato segun la reivindicacion 1, en donde el por lo menos un orificio de sujecion natural (210) es tal que la estaca (340) esta fijada de manera de no moverse en su interior en una direccion de balanceo de manera tal que la aeronave VTOL no tripulada (300) no se balancee en un estado en el que la estaca (340) ha sido insertada en el orificio de sujecion lateral (210).
3. El aparato segun la reivindicacion 1 o 2, en la que el por lo menos un orificio de sujecion natural (210) tiene una forma correspondiente a una forma angulada de la estaca (340).
ES16190021T 2014-07-16 2014-12-11 Aparato de tipo poste para contener y cargar una aeronave no tripulada de despegue y aterrizaje verticales y método para contener y cargar una aeronave no tripulada de despegue y aterrizaje verticales mediante su utilización Active ES2708340T3 (es)

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