PL209400B1 - Urządzenie latające - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Do wznoszenia wysokich budynków i konstrukcji zwykle stosuje się dźwigi. Dotyczy to również budynków typu wieża instalacji wiatrowej. Należy zauważyć, że instalacje wiatrowe są coraz wyższe, co oznacza, że dźwigi muszą osiągać coraz to większe wysokości jak również unosić coraz to większą masę. Prowadzi to do coraz to większych i cięższych dźwigów. Dźwigi takie są z kolei coraz to droższe, rosną też koszty transportu takiego dźwigu z jednej budowy na drugą, jak również koszty montażu i rozmontowywania tego dźwigu.

Alternatywą jest urządzenie latające, które jest w stanie transportować części budynku lub konstrukcji, takich jak na przykład instalacja wiatrowa.

Opis patentowy DE 22 34 524 ujawnia latającą platformę w wieloma śmigłami unoszenia i przemieszczania, z silnikiem elektrycznym do każdego ś migła i z falownikiem do każdego silnika.

Wadą takiego urządzenia latającego jest to, że silniki elektryczne zamontowane są na wspólnej platformie. Platforma ta nie tylko sama ma dużą masę, ale również z powodu wymaganej konstrukcji określa z góry możliwą ilość silników i odpowiednio śmigieł.

Zatem celem wynalazku jest dostarczenie urządzenia latającego o większym udźwigu użytecznym.

W urządzeniu latającym według wynalazku, cel ten jest osiągnięty za pomocą konstrukcji z prętami łączącymi pomiędzy silnikami.

Według wynalazku, urządzenie latające posiadające wiele śmigieł unoszenia i śmigieł przemieszczania, charakteryzuje się tym, że każdemu śmigłu przyporządkowany jest jeden silnik elektryczny i każdy silnik elektryczny jest połączony z jednym falownikiem, przy czym urządzenie latające posiada napędzany silnikiem elektrycznym kołowrót linowy, za pomocą którego ładunki unoszone przez urządzenie latające mogą być podnoszone lub opuszczane.

Urządzenie latające korzystnie posiada zasilanie mocą za pomocą co najmniej jednego kabla wleczonego oraz posiada bezprzewodowy albo przewodowy zdalny system sterowania. Korzystniej posiada dwa zdalne systemy sterowania, które na urządzeniu latającym pracują alternatywnie albo równolegle.

Korzystnie jest, gdy urządzenie latające przy końcu każdego silnika posiada sprężyście zamontowaną płytę podporową, w pewnej odległości od wału.

Urządzenie latające korzystnie posiada urządzenie do automatycznego sterowania położenia w locie i wysokości lotu. Korzystniej pomiędzy co najmniej dwoma silnikami posiada pręty łączące. Urządzenie latające korzystnie posiada system GPS do sterowania kursu na z góry określoną pozycję. Urządzenie do automatycznego sterowania położenia w locie lub wysokości lotu jest najkorzystniej usytuowane poniżej płaszczyzny, którą wyznaczają pręty łączące przebiegające pomiędzy elektrycznymi silnikami.

Korzystnie jest, gdy silnik z falownikiem stanowią konstrukcyjną jednostkę. Pręty łączące korzystnie są wydrążone i wewnątrz prętów łączących usytuowane są kable. Połączenia pomiędzy prętami łączącymi, a silnikami są stałe, ale rozłączalne.

Urządzenie latające korzystnie posiada urządzenie do magazynowania energii usytuowane na urządzeniu latającym.

Korzystnie jest, gdy urządzenie latające posiada podwozie, które skonstruowane jest zasadniczo z prętów łączących. Najkorzystniej silniki elektryczne są połączone ze sobą za pomocą prętów łączących. Śmigła unoszenia zasadniczo są korzystnie jednołopatowe lub dwułopatowe.

Jak zostało wspomniane wyżej, w korzystnym wykonaniu wynalazku zasilanie odbywa się za pomocą co najmniej jednego kabla wleczonego. W ten sposób urządzenie latające musi wprawdzie unosić również masę kabla, ale za to nie musi unosić kosztownych i ciężkich urządzeń magazynowania energii.

Zasilanie za pomocą wielu kabli wleczonych, które są korzystnie zamontowane w różnych miejscach na urządzeniu latającym oznacza możliwość niezawodnej pracy nawet w przypadku awarii jednego kabla.

Szczególnie korzystnie jest, gdy urządzenie latające jest sterowane z ziemi drogą radiową albo przewodowo ze zdalnego systemu sterowania. Zatem możliwe jest również posiadanie dwóch albo więcej systemów sterowania, alternatywnie pracujących na urządzeniu latającym. W ten sposób możliwe jest realizowanie z ziemi przybliżonego ustawiania, jak podniesienie ładunku i ogólne określenie kierunku lotu, podczas gdy dokładne ustawianie, na przykład sekcji wspornika wieży, jest realizowane ze wspornika w położeniu, z którego można dokładnie monitorować procedurę.

PL 209 400 B1

W korzystnym rozwinięciu wynalazku urzą dzenie latające posiada stopy do lądowania, za pomocą których może osiadać na ziemi. W tym celu na końcu każdego śmigła, w oddaleniu od wału, zamontowana jest sprężyście płyta podporowa.

Jak zostało wspomniane wyżej, w szczególnie korzystnym wykonaniu urządzenie latające według wynalazku posiada urządzenie do automatycznego sterowania położenia w locie albo wysokości lotu. Urządzenie może być również połączone z systemem GPS w celu automatycznego ustalenia kursu na z góry określoną pozycję. W ten sposób przybliżone ustawianie urządzenia latającego według wynalazku może być zrealizowane automatycznie.

W celu ograniczenia wzrostu masy wł asnej urzą dzenia latają cego, zastosowano, jak wspomniano wyżej, pręty łączące pomiędzy co najmniej dwoma silnikami. W tym przypadku urządzenie jest szczególnie korzystnie usytuowane poniżej płaszczyzny, którą wyznaczają pręty pomiędzy silnikami. W ten sposób nawet w przypadku lotu bez ł adunku urzą dzenie latają ce posiada nisko ś rodek ciężkości, co zwiększa stabilność w locie.

W korzystnym wykonaniu silniki oraz falowniki są konstrukcyjnie złączone, tak że mogą być wstępnie zmontowane i traktowane jak jednostka zespolona.

W celu ochrony kabli elektrycznych, które są wymagane na urządzeniu latającym, jak wspomniano wyżej, pręty łączące są w szczególnie korzystnym wykonaniu wydrążone i kable znajdują się wewnątrz prętów.

Dzięki zastosowaniu konstrukcji z prętami uzyskano oszczędności na masie własnej platformy. Zaoszczędzona w ten sposób masa, przy tym samym udźwigu urządzenia latającego, jest zatem dostępna jako dodatkowy udźwig użyteczny.

Tak więc rozmiary urządzenia latającego są możliwie najbardziej elastyczne i w zależności od ładunku, który ma być transportowany pomiędzy prętami łączącymi a silnikami stosuje się połączenia stałe, ale możliwe do rozłączenia. Umożliwia to zmianę skali urządzenia latającego według wynalazku, na tyle na ile w zależności od ładunku wybierana jest żądana ilość silników, które następnie są odpowiednio łączone za pomocą prętów łączących w sposób podobny do kratownicy, aby uzyskać stabilne urządzenie latające.

Przykład wykonania wynalazku jest przedstawiony na rysunku na którym:

Fig. 1 przedstawia uproszczony widok urządzenia latającego według wynalazku,

Fig. 2 przedstawia uproszczony widok silnika urządzenia latającego według wynalazku oraz

Fig. 3 przedstawia część końcową pręta łączącego według wynalazku.

Na fig. 1 odniesienie 10 oznacza silnik, odniesienie 12 oznacza śmigło, odniesienie 14 oznacza falownik, odniesienie 15 oznacza pręt łączący, a odniesienie 16 oznacza urządzenie do automatycznego sterowania położenia w locie albo wysokości lotu (urządzenie sterujące).

Pokazane tu urządzenie latające według wynalazku posiada kształt zbliżony do trójkąta.

Niektóre silniki 10 są tak usytuowane, że ich śmigła 12 obracają się w płaszczyźnie pionowej. W zależności od kierunku obrotu silnika 10 takie śmigło 12 działa jak śmigło przemieszczania albo śmigło pchające. Śmigła te wpływają zatem na kierunek lotu.

W wierzchołkach trójkąta znajdują się dalsze silniki 10, zaś śmigła 12 obracają się w zasadniczo poziomej płaszczyźnie. Działają one jako śmigła unoszenia i pozwalają na unoszenie ładunku albo lot na zadan ą wysoko ść.

Każdemu silnikowi 10 przyporządkowany jest jeden falownik 14, który pozwala na indywidualne uruchomienie każdego silnika 10. W ten sposób poszczególne silniki 10 mogą być uruchamiane niezależnie od siebie, co pozwala z jednej strony na sterowanie urządzeniem latającym w bardzo dokładny sposób, podczas gdy z drugiej strony pozwala na sterowanie urządzeniem latającym niezależnie od kierunku.

Kształt trójkątny jest na tej figurze przedstawiony tylko jako wariant. Oczywiście możliwe są inne wielokąty, takie jak czworokąty, pięciokąty i inne figury z odpowiednio rozmieszczonymi silnikami, w celu umożliwienia unoszenia i transportowania wielkich ładunków.

Urządzenie 16 do automatycznego sterowania położenia w locie lub wysokości lotu znajduje się w centrum urządzenia latającego. Urządzenie to nie tylko zasila energią elektryczną falowniki 14, a przez to i silniki 10, ale również oddziaływuje na falowniki 14 w celu zapewnienia właściwego lotu zgodnie z komendami sterowania. Możliwe jest również włączenie do urządzenia sterującego 16 urządzenia do magazynowania energii, które w celu uniknięcia niekontrolowanego spadania, na przykład w przypadku uszkodzenia kabla wleczonego, dostarcza do urządzenia latającego wystarczającą energię umożliwiając awaryjne lądowanie.

PL 209 400 B1

Fig. 2 przedstawia widok z boku silnika 10 według wynalazku. Śmigło 12 połączone jest z silnikiem 10 za pomocą wału. Po przeciwnej stronie względem czoła silnika 10, przy wale przewidziana jest goleń amortyzowana 22, na końcu której od strony przeciwnej niż silnik zamontowana jest stopa do lądowania 20. Zgodnie z położeniem instalacji przedstawionej na fig. 2, wymaga to silnika unoszenia. Gdy urządzenie latające według wynalazku schodzi w dół stopa do lądowania 20 pierwsza wejdzie w kontakt z ziemią i pozostała część urządzenia latającego poruszać się będzie w dół, przeciwdziałając naciskowi goleni amortyzowanej 22. W ten sposób urządzenie latające według wynalazku może lądować na ziemi nie narażając zabudowy silników 10 na zniszczenie ani nawet na zgrubne zanieczyszczenie.

Fig. 3 przedstawia część pręta łączącego 15 według wynalazku. Pręt łączący 15 posiada uchwyt 18, za pomocą którego może być nieruchomo ale rozłącznie połączony na przykład z silnikiem 10, aby utworzyć konstrukcję urządzenia latającego według wynalazku. Wewnątrz pręta łączącego 15, który jest wydrążony, pokazany jest kabel 26. Takie usytuowanie kabla 26 w pręcie 15 zapewnia warunki ochrony prowadzenia kabla wewnątrz pręta 15 i radykalnie zmniejsza ryzyko uszkodzenia kabla 26, które to ryzyko stale występuje w surowych warunkach placu budowy.

Kabel 26 wychodzi z pręta łączącego 15 przy jego końcu i tym samym w pobliżu silnika 10 i może zostać z nim połączony żyłami 28. W ten sposób tylko niewielka część kabla 26 pomiędzy końcem pręta łączącego 15 a silnikiem 10 jest łatwo dostępna. Tak więc, niebezpieczeństwo uszkodzenia może być zmniejszone za pomocą stosownego poprowadzenia kabla 26 w ramie urządzenia latającego. Oczywiście kabel może być również połączony w falownikiem 14, który z silnikiem (10) tworzy konstrukcyjną jednostkę.

Ten sposób prowadzenia kabla jest również korzystny w przypadku, gdy falowniki 14 są połączone z urządzeniem 16 do automatycznego sterowania położenia w locie lub wysokości lotu. Wtedy kable 26 biegną z urządzenia 16 do automatycznego sterowania położenia w locie lub wysokości lotu z falownikami 14 do silników 10.

W opisanym urządzeniu latającym ilość śmigieł unoszenia jest korzystnie znacznie większa niż ilość śmigieł przemieszczania. Na przykład stosunek liczby śmigieł unoszenia do śmigieł przemieszczania może zawierać się w zakresie od 5:1 do 10:1.

Claims (16)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Urządzenie latające posiadające wiele śmigieł unoszenia i śmigieł przemieszczania, znamienne tym, że każdemu śmigłu (12) przyporządkowany jest jeden silnik elektryczny (10) i każdy silnik elektryczny (10) jest połączony z jednym falownikiem (14), przy czym urządzenie latające posiada napędzany silnikiem elektrycznym kołowrót linowy, za pomocą którego ładunki unoszone przez urządzenie latające mogą być podnoszone lub opuszczane.
2. 2. Urządzenie latające według zastrz. 1, znamienne tym, że posiada zasilanie mocą za pomocą co najmniej jednego kabla wleczonego.
3. 3. Urządzenie latające według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że posiada bezprzewodowy albo przewodowy zdalny system sterowania.
4. 4. Urządzenie latające według zastrz. 3, znamienne tym, że posiada dwa zdalne systemy sterowania, które na urządzeniu latającym pracują alternatywnie albo równolegle.
5. 5. Urządzenie latające według zastrz. 1, znamienne tym, że przy końcu każdego silnika (10) posiada sprężyście zamontowaną płytę podporową (20), w pewnej odległości od wału.
6. 6. Urządzenie latające według zastrz. 1, znamienne tym, że posiada urządzenie (16) do automatycznego sterowania położenia w locie i wysokości lotu.
7. 7. Urządzenie latające według zastrz. 5, znamienne tym, że pomiędzy co najmniej dwoma silnikami (10) posiada pręty łączące (15) oraz posiada również urządzenie (16) do automatycznego sterowania położenia w locie lub wysokości lotu.
8. 8. Urządzenie latające według zastrz. 6 albo 7, znamienne tym, że posiada system GPS do sterowania kursu na z góry określoną pozycję.
9. 9. Urządzenie latające według zastrz. 6 albo 7, znamienne tym, że urządzenie (16) do automatycznego sterowania położenia w locie lub wysokości lotu jest usytuowane poniżej płaszczyzny, którą wyznaczają pręty łączące (15) przebiegające pomiędzy elektrycznymi silnikami (10).

   PL 209 400 B1
10. 10. Urządzenie latające według zastrz. 1, znamienne tym, że silnik (10) z falownikiem (14) stanowią konstrukcyjną jednostkę.
11. 11. Urządzenie latające według zastrz. 2 albo 7, znamienne tym, że pręty łączące (15) są wydrążone i wewnątrz prętów łączących (15) usytuowane są kable (26).
12. 12. Urządzenie latające według zastrz. 7, znamienne tym, że połączenia pomiędzy prętami łączącymi (15), a silnikami (10) są stałe, ale rozłączalne.
13. 13. Urządzenie latające według zastrz. 1, znamienne tym, że posiada urządzenie do magazynowania energii usytuowane na urządzeniu latającym.
14. 14. Urządzenie latające według zastrz. 7, znamienne tym, że posiada podwozie, które skonstruowane jest zasadniczo z prętów łączących (15).
15. 15. Urządzenie latające według zastrz. 7, znamienne tym, że silniki elektryczne są połączone ze sobą za pomocą prętów łączących (15).
16. 16. Urządzenie latające według zastrz. 1, znamienne tym, że śmigła unoszenia (12) są zasadniczo jednołopatowe lub dwułopatowe.