PRESENTATION: presentation-patent-ru160508u1.ppt , presentation-patent-ru160508u1.pdf
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ
(19) RU (11) 160508 (13) U1
(51)  МПК

B64C25/00   (2006.01)

(12) ПАТЕНТ НА ПОЛЕЗНУЮ МОДЕЛЬ
Статус: по данным на 27.04.2016 - действует

(21), (22) Заявка: 2015147330/11, 03.11.2015

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:
03.11.2015

Приоритет(ы):

(22) Дата подачи заявки: 03.11.2015

(45) Опубликовано: 20.03.2016

Адрес для переписки:
400074, г. Волгоград, ул. Рабоче-Крестьянская, 31, кв. 7, Бодренко Андрею Ивановичу

(72) Автор(ы):
Бодренко Андрей Иванович (RU)

(73) Патентообладатель(и):
Бодренко Андрей Иванович (RU)

(54) УСТРОЙСТВО, ПРЕДНАЗНАЧЕННОЕ ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ПОСАДКИ БЕСПИЛОТНОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА ВЕРТОЛЕТНОГО ТИПА НА ПЛОСКУЮ ВЕРТИКАЛЬНУЮ ПОВЕРХНОСТЬ

(57) Реферат:

Устройство, предназначенное для осуществления посадки беспилотного летательного аппарата вертолетного типа (БПЛА ВТ) на плоскую вертикальную поверхность. Полезная модель относится к технике посадки беспилотных летательных аппаратов и может быть использована для осуществления посадки БПЛА ВТ на плоские вертикальные поверхности. Техническим результатом, на достижение которого направлена заявленная полезная модель является обеспечение посадки БПЛА ВТ на плоские вертикальные поверхности. Назначение заявленной полезной модели заключается в осуществлении посадки беспилотного летательного аппарата вертолетного типа на плоскую вертикальную поверхность посредством применения заявленной полезной модели.

Заявлено устройство, предназначенное для осуществления посадки БПЛА ВТ на плоскую вертикальную поверхность, установленное на этом БПЛА ВТ, и содержащее блок управления посадкой, вакуумный насос, вакуумный трубопровод, датчик давления, акселерометр, вакуумный ввод, сильфонную вакуумную присоску для вакуумного трубопровода, обратный клапан, нижнюю опору, две вакуумные присоски для нижней опоры, сервопривод, блок питания, при этом блок питания установлен с возможностью осуществления питания электрической энергией блока управления посадкой, вакуумного насоса, датчика давления, акселерометра, сервопривода, с обеспечением их нормальной работы, и акселерометр установлен с возможностью измерения кажущегося ускорения, обусловленного движением БПЛА ВТ, и с возможностью передачи результатов этих измерений на блок управления посадкой, и вакуумный трубопровод прикреплен к вакуумному насосу, и сильфонная вакуумная присоска прикреплена к вакуумному трубопроводу, и датчик давления установлен с возможностью измерения давления воздуха в полости сильфонной вакуумной присоски, и с возможностью передачи результатов этих измерений через вакуумный ввод на блок управления посадкой, и вакуумный насос установлен с возможностью осуществления откачивания воздуха из полости сильфонной вакуумной присоски через вакуумный трубопровод, и обратный клапан установлен в вакуумный трубопровод и размещен между датчиком давления и вакуумным насосом с возможностью пропускания воздуха, откачиваемого из полости сильфонной вакуумной присоски только в одном направлении к вакуумному насосу через вакуумный трубопровод, и вакуумный ввод установлен с возможностью передачи электрической энергии датчику давления в вакуумный трубопровод от блока питания без нарушения вакуума, с возможностью передачи сигналов датчику давления в вакуумный трубопровод от блока управления посадкой без нарушения вакуума и с возможностью передачи сигналов, представляющих результаты измерений, производимых датчиком давления, из вакуумного трубопровода, на блок управления посадкой без нарушения вакуума, и вакуумные присоски для нижней опоры прикреплены к нижней опоре, и нижняя опора прикреплена к валу сервопривода, и сервопривод установлен с возможностью выполнения поворота вала сервопривода вместе с нижней опорой, и блок управления посадкой установлен с возможностью управления работой вакуумного насоса, датчика давления, акселерометра, сервопривода, блока питания, посредством передачи сигналов, и с возможностью получения и регистрации данных, передаваемых датчиком давления и акселерометром, и с возможностью получения и регистрации данных, представляющих значение текущего угла поворота вала сервопривода, и с возможностью передачи сигнала для пуска вакуумного насоса в работу при получении данных, передаваемых акселерометром, показывающих превышение заданного значения изменения кажущегося ускорения, и с возможностями передачи сигнала для остановки вакуумного насоса и передачи сигнала для выполнения поворота вала сервопривода, при получении данных, передаваемых датчиком давления, показывающих достижение заданной величины разрежения в полости сильфонной вакуумной присоски, создаваемого вакуумным насосом, при этом блок управления посадкой подключен к блоку управления БПЛА ВТ с возможностью передачи блоку управления БПЛА ВТ сигнала для отключения всех несущих винтов БПЛА ВТ, при получении блоком управления посадкой данных, показывающих завершение поворота вала сервопривода.

Название полезной модели

Устройство, предназначенное для осуществления посадки беспилотного летательного аппарата вертолетного типа на плоскую вертикальную поверхность.

Область техники, к которой относится полезная модель

Полезная модель относится к технике посадки беспилотных летательных аппаратов и может быть использована для осуществления посадки беспилотных летательных аппаратов вертолетного типа на плоские вертикальные поверхности.

Уровень техники

В настоящее время происходит значительное развитие в области промышленного применения беспилотных летательных аппаратов вертолетного типа (далее, БПЛА ВТ). Это связано с происходящей миниатюризацией оборудования электронной техники.

БПЛА ВТ имеет один или более одного несущего винта. БПЛА ВТ с дистанционным управлением содержит блок дистанционного управления (по-другому называемый наземным пультом дистанционного управления), блок управления БПЛА ВТ (по-другому называемый полетным контроллером, или платой управления БПЛА ВТ), который устанавливают на БПЛА ВТ. Блок управления БПЛА ВТ предназначен для получения команд, передаваемых от блока дистанционного управления, и для осуществления управления работой оборудования, установленного на БПЛА ВТ в соответствии с получаемыми командами. Блок дистанционного управления предназначен для передачи команд на блок управления БПЛА ВТ. Дистанционное управление полетом БПЛА ВТ представляет собой осуществление передачи команд через блок дистанционного управления на блок управления БПЛА ВТ для осуществления, например, следующих действий: горизонтальный полет БПЛА ВТ в заданном направлении и с заданной скоростью, вертикальный полет БПЛА ВТ (вертикальный подъем и вертикальное снижение) с заданной скоростью, поворот БПЛА ВТ, висение БПЛА ВТ, а так же для осуществления управления работой дополнительного оборудования, установленного на БПЛА ВТ.

Из уровня техники (см. Загордан A.M. Элементарная теория вертолета. - М.: Военное издательство министерства обороны Союза ССР. 1955.) известно, что при осуществлении горизонтального полета вертолета происходит наклон фюзеляжа вертолета на нос (наклон вертолета вперед). При этом при увеличении скорости горизонтального полета вертолета увеличивается и угол наклона фюзеляжа вертолета на нос. Скорость горизонтального полета вертолета определяется режимом работы несущего винта, и зависит от полетного веса вертолета, высоты полета вертолета.

Вертикальное снижение является основным способом посадки БПЛА ВТ. Способ посадки БПЛА ВТ на горизонтальную поверхность заключается в вертикальном снижении БПЛА ВТ на горизонтальную поверхность, со скоростью, не превышающей максимально допустимую для безопасной посадки, до соприкосновения с горизонтальной поверхностью.

В случае угрозы возникновения неблагоприятных метеорологических условий, при которых осуществление продолжения полета БПЛА ВТ невозможно, необходимо немедленно осуществить вынужденную посадку БПЛА ВТ при отсутствии свободной горизонтальной поверхности для осуществления посадки БПЛА ВТ. Например, когда осуществляют полет БПЛА ВТ вблизи высотных зданий, в случае набора достаточно большой высоты БПЛА ВТ может не хватить времени на безопасную для БПЛА ВТ посадку на горизонтальную поверхность при возникновении необходимости осуществления вынужденной посадки. В настоящие время известно большое количество систем посадки БПЛА ВТ на горизонтальные поверхности.

В документе: US 8577535 В2 «System and method for providing perceived first-order control of an unmanned vehicle» (Assignee: Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA (US)) цитируется публикация: «Mircrodrones GmbH, md4-200 specification sheet and flyer, 2009», в которой упоминается БПЛА ВТ: квадрокоптер md4-200.

БПЛА ВТ md4-200 (см. URL: http://www.microdrones.com/en/products/md4-200/technical-data/ (дата обращения: 25.10.2015)) - это БПЛА ВТ с вертикальным взлетом и посадкой, управляемый дистанционно. Масса md4-200 равна около 800 грамм, максимальная грузоподъемность md4-200 составляет 250 грамм, длина md4-200 с вращающимися винтами составляет менее 1 метра, продолжительность полета md4-200 - около 30 минут. Квадрокоптер md4-200 содержит четыре несущих винта. В документе: US 2014/0099853 A1 «Remote-control flying copter and method», (Assignee: QFO LABS, INC., Bloomington, MN (US)) приводят пример БПЛА ВТ: квадрокоптер Parrot AR Drone массой менее 500 грамм, которым управляют посредством дистанционного управления через смартфон с использованием Wi-Fi соединения. Так же в этом документе (см. US 2014/0099853 A1) приводят пример БПЛА ВТ: мини-квадрокоптер бренда Walkera QR LadyBird, управляемый дистанционно, и массой менее 100 грамм.

В документе: US 2015/0120094 A1 «Unmanned aerial vehicle delivery system» (Applicant: Amazon Technologies, Inc., Seattle, WA, US) описан способ осуществления доставки грузов с использованием БПЛА ВТ, и описана важность и необходимость осуществления безопасной посадки БПЛА ВТ. Так же в этом документе описан способ посадки БПЛА ВТ на горизонтальные поверхности, осуществляемый посредством радиоуправления.

Из уровня техники (см. Белянин П.Н. Промышленный роботы. - М: Машиностроение. 1975.) известны вакуумные захватные устройства, в частности, вакуумный схват. Вакуумный схват отличает простота конструкции и небольшая масса. Вакуумные схваты применяют при работе с листовыми деталями. Одним из основных элементов вакуумного схвата является присоска, которую изготавливают из эластичного, гибкого материала. Откачивание воздуха из-под присоски производят вакуумным насосом через шланг. Для запуска и выключения вакуумного насоса в магистраль насоса встраивают датчик, посредством которого при образовании заданной степени вакуума подают сигнал в систему управления.

В книге «Захватные устройств и инструменты промышленных роботов» (см. Козырев Ю.Г. Захватные устройства и инструменты промышленных роботов. - М.: КНОРУС, 2010.) описаны методы проектирования вакуумных захватных устройств. В этой книге рассматривают пассивные присоски и активные вакуумные захватные устройства с созданием вакуума автономным вакуумным насосом. Пассивные присоски - это вакуумные захватные устройства, посредством которых обеспечивают образование вакуума за счет вытеснения воздуха из полости присоски посредством прижатия ее к поверхности детали. Пассивные присоски могут быть сплошными эластичными, при этом удержание детали обеспечивают вакуумом, созданным за счет одной только упругой деформации присоски. Существуют вакуумные присоски из гофрированной резины (сильфонные вакуумные присоски), позволяющие захватывать предметы с наклонной верхней поверхностью. В книге (см. Козырев Ю.Г. Захватные устройства и инструменты промышленных роботов. - М.: КНОРУС, 2010.) приведена математическая формула удерживающей силы, создаваемой посредством вакуумного захватного устройства:

R=S·K·(Р-Q),

где R - удерживающая сила, создаваемая посредством вакуумного захватного устройства, Н;

S - геометрическая площадь проекции присоски, ограниченная внутренним контуром, м2;

K - общий коэффициент фактической силы вакуумного притяжения;

P - атмосферное давление, Па;

Q - остаточное давление внутри камеры присоски, Па.

Эту математическую формулу применяют для пассивной присоски, при этом в этой книге (см. Козырев Ю.Г. Захватные устройства и инструменты промышленных роботов. - М.: КНОРУС, 2010.) приводят возможные значения для (Р-Q) от 0,03 МПа до 0,035 МПа. Однако, эту математическую формулу применяют и для активных захватных устройств с созданием вакуума автономным вакуумным насосом, но при этом величина Q определяется степенью разрежения, обеспечиваемой насосом. В этой книге (см. Козырев Ю.Г. Захватные устройства и инструменты промышленных роботов. - М.: КНОРУС, 2010.) приводят возможные значения для K от 0,8 до 0,85.

Вакуумные захватные устройства могут иметь уплотнительный элемент, обеспечивающий герметичность рабочей зоны (см. Козырев Ю.Г. Захватные устройства и инструменты промышленных роботов. - М.: КНОРУС, 2010.). Пассивные вакуумные присоски всегда снабжены уплотнительным элементом. При наличии уплотнительного элемента в активном вакуумном захватном устройстве отсутствует необходимость в постоянном удалении воздуха из под вакуумной присоски этого активного вакуумного захватного устройства, и при достижении необходимого разрежения полость захватного устройства отключают от устройства разрежения. Чаще всего уплотнительный элемент изготавливают из резины. Свойства материала, из которого изготавливают присоску для вакуумного захватного устройства, влияют на надежность работы этого вакуумного захватного устройства. Достаточно низкие величины твердости по Шору А обеспечивают надежное прилегание уплотнительного элемента вакуумной присоски к поверхности крепления.

Компания J. Schmalz GmbH (см. URL: http://www.schmalz.com (дата обращения: 25.10.2015)) поставляет, например, присоску «PFYN 30 PU-55 G1/8-AG», (см. URL: http://www.schmalz.com/np/pg/produkte/ansicht?art=2938 (дата обращения: 25.10.2015)), массой менее 8 грамм, с подъемной силой 34 Н, диаметром 30 мм, из материала, твердостью по Шору А, 55. Так же эта компания поставляет, например, сильфонную вакуумную присоску «FGA 53 NBR-55 N018», (см. URL: http://www.schmalz.com/np/pg/produkte/ansicht?art=1702 (дата обращения: 25.10.2015)), массой менее 20 грамм, с подъемной силой 51 Н, диаметром 53 мм, из материала, твердостью по Шору А, 55.

В настоящее время бурно развиваются технологии создания миниатюрных вакуумных насосов, миниатюрных аккумуляторов, миниатюрной техники для измерения давления. Например, компания ЕТ Technology LTD. (см. URL: http://www.et-pump.com (дата обращения: 25.10.2015)) поставляет, например, миниатюрный насос, модель «Diaphragm DC pump А23» (см. URL: http://www.et-pump.com/diaphragm_a23.html (дата обращения: 25.10.2015)), массой 70 грамм, с максимальным значением вакуума -0,25 бар, создаваемым вакуумным насосом, с электрическим напряжением питания от 6В до 12В.

Для регулирования и полного перекрытия поступления газа в вакуумную систему используют вакуумный клапан. Для осуществления работы вакуумной системы используют вакуумный клапан, в частности, обратный клапан, который устанавливают в вакуумный трубопровод для осуществления пропускания воздуха только в одном направлении через вакуумный трубопровод. Например, компания The Lee Company (см. URL: http://www.theleeco.com (дата обращения: 25.10.2015)) поставляет обратные клапаны, например, обратный клапан «Axial Flow 187 Lee Chek CKFA1871001 А» (см. URL: http://leecat.theleeco.com/ecatalog/chek-valves/en/CKFA1871001A (дата обращения: 25.10.2015)), массой менее 2 грамм, с диаметром клапана менее 5 мм.

Например, компания Freescale Semiconductor, Inc. (см. URL: http://www.freescale.com (дата обращения: 25.10.2015)) поставляет датчики давления непрерывного действия; например, датчик давления непрерывного действия, модель МРХ4200А, массой 4 грамма, с измеряемым абсолютным давлением от 20 кПа до 200 кПа, с электрическим напряжением питания около 5В (см. URL: http://www.freescale.com/webapp/sps/site/prod_summary.jsp?code=MPX4200 (дата обращения: 25.10.2015)).

При осуществлении управления БПЛА ВТ используют акселерометры, посредством которых определяют кажущееся ускорение, обусловленное движением БПЛА ВТ. Например, компания STMicroelectronics (см. URL: http://www.st.com (дата обращения: 25.10.2015)) поставляет акселерометр, модель LSM303D (см. URL: http://www.st.com/web/catalog/sense_power/FM89/SC1449/PF253884 (дата обращения: 25.10.2015)), не более 3 мм в ширину, не более 3 мм в длину, не более 1 мм в высоту, с электрическим напряжением питания не более 3,6В.

Для осуществления передачи электрической энергии в откачиваемый вакуумный сосуд без нарушения вакуума используют вакуумный ввод. Например, компания Kurt J. Lesker Company (см. URL: http://www.lesker.com (дата обращения: 25.10.2015)) поставляет вакуумный ввод «Weldable 500 Volts», Part. :EFT0011031, для электрического напряжения до 500В и силы тока до 10А (см. URL: http://www.lesker.com/newweb/feedthroughs/power_feedthroughs.cfm?pgid=500v_weld (дата обращения: 25.10.2015)), с диаметром не более 4 мм и не более 70 мм в длину.

В настоящее время на БПЛА ВТ устанавливают литий-ионные полимерные аккумуляторы (LiPo) для использования в качестве источника энергии. Например, компания HexTronik Limited HK (см. URL: http://www.hextronik.com (дата обращения: 25.10.2015)), осуществляющая поставки через сайт http://www.hobbyking.com, поставляет литий-ионные полимерные аккумуляторы бренда Turnigy, например, аккумулятор «Turnigy nano-tech 180mah 3S 25~40C Lipo Pack» массой менее 20 грамм, с электрическим напряжением питания 11,1В (см. URL: http://www.hobbyking. com/hobbyking/store/_23339_Turnigy_nano_tech_180mah_3S_25_40C_Lipo_Pack.html (дата обращения: 25.10.2015)). Так же эта компания поставляет, например, аккумулятор «Turnigy nano-tech 120mAh 2S 25C Lipo Pack» массой менее 10 грамм, с электрическим напряжением питания 7,4В (см. URL: http://www.hobbyking.com/hobbyking/store/_29018_Turnigy_nano_tech_120mAh_2S_25C_Lipo_Pack_E_flite_Compatible_EFLB1202S20_UK_Warehouse_.htm (дата обращения: 25.10.2015)).

Для управления оборудованием, установленным на БПЛА ВТ используют плату управления БПЛА ВТ (по-другому называемая полетным контроллером), содержащую микроконтроллер, например, плату управления БПЛА ВТ «Multiwii Lite V1.0 Flight Controller w/FTDI», массой менее 15 грамм, с электрическим напряжением питания до 5В, с возможностью программирования этой платы управления БПЛА ВТ (см. URL: http://www.hobbyking.com/hobbyking/store/_27109_MultiWii_Lite_V1_0_Flight_Controller_w_FTDI.html (дата обращения: 25.10.2015)).

Для осуществления перемещения конструктивных элементов полезной модели используют сервопривод. Например, компания HexTronik Limited HK (см. URL: http://www.hextronik.com (дата обращения: 25.10.2015)) поставляет сервоприводы бренда Turnigy. Например, сервопривод «Turnigy MG90S DS/MG Servo», массой менее 15 грамм, с крутящим моментом 1,8 кг/см, с электрическим напряжением питания до 6В (см. URL: http://www.hobbyking.com/hobbyking/store/_9392_Turnigy_MG90S_Digital_Metal_Gear_Servo_1_8kg_13_4g_0_10sec.html (дата обращения: 25.10.2015)). Работой сервопривода управляют посредством подключенного к сервоприводу микроконтроллера, который, с помощью специальных программ, передает управляющие сигналы сервоприводу для выполнения поворота вала сервопривода и получает значение текущего угла поворота вала сервопривода.

Для изготовления каркаса БПЛА ВТ используют углепластик. Изделия из углепластика отличаются высокой прочностью и малой массой.

Например, компания The Composites Store, Inc. (см. URL: http://www.cstsales.com (дата обращения: 25.10.2015)) поставляет трубки и стержни, изготовленные из углепластика. Например, прямой стержень из углепластика длиной 1,2 м, с диаметром круглого сечения 2 мм, имеет массу 6,2 грамм (см. URL: http://www.cstsales.com/carbon_rods.html (дата обращения: 25.10.2015)). Например, трубка из углепластика длиной 1 м, с диаметром круглого внешнего сечения 4 мм, с диаметром круглого внутреннего сечения 3 мм, имеет массу 7,7 грамм (см. URL: http://www.cstsales.com/Carbon_Fiber_Tubes.html (дата обращения: 25.10.2015)).

Из уровня техники известны аутригеры. Аутригер - это выдвижная опора, предназначенная для увеличения устойчивости и для предотвращения опрокидывания передвижного устройства.

Из уровня техники известны стенды, предназначенные для определения координат центра масс полезных моделей.

В настоящее время не известны аналоги устройства, предназначенного для осуществления посадки БПЛА ВТ на плоскую вертикальную поверхность посредством вакуумного захватного устройства, установленного на этом БПЛА ВТ.

Раскрытие полезной модели Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, заключается в обеспечении посадки БПЛА ВТ на плоские вертикальные поверхности. Техническим результатом, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель является обеспечение посадки БПЛА ВТ на плоские вертикальные поверхности. Назначение заявляемой полезной модели заключается в осуществлении посадки БПЛА ВТ на плоскую вертикальную поверхность посредством применения заявляемой полезной модели.

Устройство, предназначенное для осуществления посадки БПЛА ВТ на плоскую вертикальную поверхность размещено на этом БПЛА ВТ. При этом БПЛА ВТ управляют дистанционно посредством передачи сигналов на блок управления БПЛА ВТ через блок дистанционного управления БПЛА ВТ. Устройство содержит следующие конструктивные элементы, которые размещены на БПЛА ВТ: блок управления посадкой, вакуумный насос, вакуумный трубопровод, датчик давления, акселерометр, вакуумный ввод, сильфонную вакуумную присоску для вакуумного трубопровода, обратный клапан, нижнюю опору, две вакуумные присоски для нижней опоры, сервопривод, блок питания. Все конструктивные элементы этого устройства размещены на БПЛА ВТ так, что центр масс БПЛА ВТ, с учетом установленного оборудования, не изменил своего положения или смещен на как можно меньшее расстояние относительно БПЛА ВТ. Для этого при необходимости может быть использован стенд, предназначенный для измерения координат центра масс полезных моделей.

Сильфонная вакуумная присоска для вакуумного трубопровода имеет осевое отверстие, полость, ось симметрии. Сильфонная вакуумная присоска содержит уплотнительный элемент. Сильфонная вакуумная присоска изготовлена из эластичного, гибкого материала, при этом уплотнительный элемент сильфонной вакуумной присоски обладает возможностью деформироваться. Применение сильфонной вакуумной присоски обеспечивает наложение сильфонной вакуумной присоски на плоскую вертикальную поверхность, с образованием замкнутого пространства между поверхностью сильфонной вакуумной присоски и плоской вертикальной поверхностью при осуществлении посадки БПЛА

ВТ на плоскую вертикальную поверхность, при наклоне или повороте фюзеляжа БПЛА ВТ.

Каждая вакуумная присоска для нижней опоры имеет полость, ось симметрии. Каждая вакуумная присоска для нижней опоры содержит уплотнительный элемент и не имеет отверстий. Вакуумные присоски изготовлены из эластичного, гибкого материала, при этом уплотнительные элементы вакуумных присосок обладают возможностью деформироваться.

Вакуумный трубопровод изготовлен из прочного и легкого материала в виде круглой тонкостенной трубы. Вакуумный трубопровод герметично подключен к вакуумному насосу, посредством создания вакуумно-плотного соединения. При этом вакуумный трубопровод жестко прикреплен одним концом к вакуумному насосу. К другому концу вакуумного трубопровода жестко и герметично прикреплена сильфонная вакуумная присоска посредством выполнения вакуумно-плотного соединения так, что ось симметрии сильфонной вакуумной присоски содержит продольную ось вакуумного трубопровода. При этом полость сильфонной вакуумной присоски герметично соединена с полостью вакуумного трубопровода. Вакуумный трубопровод жестко прикреплен к фюзеляжу БПЛА ВТ так, что при этом продольная ось вакуумного трубопровода расположена в плоскости, перпендикулярной оси вращения несущего винта БПЛА ВТ, и конец вакуумного трубопровода с прикрепленной к нему сильфонной вакуумной присоской выступает дальше всех остальных конструктивных элементов БПЛА ВТ и всех элементов остального оборудования, установленного на этом БПЛА ВТ, по направлению от центра масс БПЛА ВТ к концу вакуумного трубопровода с прикрепленной к нему сильфонной вакуумной присоской. Вакуумный насос жестко прикреплен к фюзеляжу БПЛА ВТ. В вакуумный трубопровод, посредством выполнения вакуумно-плотного соединения, герметично установлен вакуумный ввод, предназначенный для осуществления передачи электрической энергии датчику давления в вакуумный трубопровод от блока питания без нарушения вакуума, для осуществления передачи сигналов датчику давления в вакуумный трубопровод от блока управления посадкой без нарушения вакуума, и для осуществления передачи сигналов, представляющих результаты измерений, производимых датчиком давления, из вакуумного трубопровода, на блок управления посадкой без нарушения вакуума. В вакуумный трубопровод установлен датчик давления, который, без нарушения герметичности вакуумного трубопровода, подключен через вакуумный ввод к блоку управления посадкой и к блоку питания. В вакуумный трубопровод установлен обратный клапан, который размещен между датчиком давления и вакуумным насосом так, что обратный клапан пропускает воздух, откачиваемый из полости сильфонной вакуумной присоски только в одном направлении к вакуумному насосу через вакуумный трубопровод.

Вакуумный трубопровод предназначен для осуществления откачивания воздуха из полости сильфонной вакуумной присоски. При этом вакуумный трубопровод вместе с прикрепленной к нему сильфонной вакуумной присоской предназначен для использования так же и в качестве опоры при посадке БПЛА ВТ на плоскую вертикальную поверхность.

Датчик давления настроен на выполнение измерений давления воздуха в полости сильфонной вакуумной присоски, и выполнение передачи результатов измерений через вакуумный ввод на блок управления посадкой.

Сервопривод жестко прикреплен к днищу фюзеляжа БПЛА ВТ, при этом сервопривод установлен на БПЛА ВТ так, что вал сервопривода размещен наиболее близко к центру масс БПЛА ВТ, и ось вращения вала сервопривода перпендикулярна продольной оси вакуумного трубопровода и расположена в плоскости, перпендикулярной оси вращения несущего винта БПЛА ВТ.

Нижняя опора имеет Y-образную форму. Нижняя опора изготовлена из прочного и легкого материала. Нижняя опора состоит из основной части и двух боковых частей. Каждая часть нижней опоры представляет собой прямой стержень. При этом две боковые части нижней опоры изготовлены одинаковыми и расположены симметрично относительно продольной оси основной части нижней опоры так, что продольные оси боковых частей нижней опоры и продольная ось основной части нижней опоры расположены в одной плоскости. Боковые части нижней опоры представляют собой прямые стержни, концы которых жестко прикреплены к концу основной части нижней опоры, при этом величина наименьшего угла между продольными осями двух боковых частей нижней опоры находится в интервале от 30 градусов до 60 градусов. К концам двух боковых частей нижней опоры прикреплены по одной вакуумной присоске, которые расположены симметрично относительно продольной оси основной части нижней опоры, так, что оси симметрии вакуумных присосок расположены под углом 45 градусов к продольной оси основной части нижней опоры, и расположены в плоскости, проходящей под углом 45 градусов к плоскости, содержащей продольные оси двух боковых частей нижней опоры.

Нижняя опора предназначена для обеспечения устойчивости БПЛА ВТ при осуществлении посадки на плоскую вертикальную поверхность, посредством осуществления работы сервопривода для выдвижения этой нижней опоры.

Нижняя опора жестко прикреплена к валу сервопривода так, что продольные оси двух боковых частей нижней опоры и ось вращения вала сервопривода размещены в одной плоскости, и при этом продольная ось основной части нижней опоры перпендикулярна к оси вращения вала сервопривода. Конец основной части нижней опоры жестко прикреплен к валу сервопривода так, что при вращении вала сервопривода нижняя опора может вращаться вокруг оси вращения вала сервопривода, и при этом без вращения нижней опоры вокруг продольной оси основной части нижней опоры.

Нижняя опора изготовлена так, что сумма длин основной части нижней опоры и ортогональной проекции боковой части нижней опоры на прямую, содержащую продольную ось нижней опоры, равна произведению квадратного корня из двух на длину отрезка прямой, расположенного на прямой, содержащей продольную ось вакуумного трубопровода, и один конец которого - это ортогональная проекция конца вакуумного трубопровода, к которому прикреплена сильфонная вакуумная присоска, на продольную ось вакуумного трубопровода, и второй конец которого - это ортогональная проекция конца основной части нижней опоры, который прикреплен к валу сервопривода, на прямую, содержащую продольную ось вакуумного трубопровода.

В начальном положении, то есть до начала осуществления посадки БПЛА ВТ на плоскую вертикальную поверхность, нижняя опора размещена так, что продольная ось основной части нижней опоры размещена параллельно продольной оси вакуумного трубопровода, при этом полости вакуумных присосок обращены вниз, и при этом сильфонная вакуумная присоска и вакуумная присоска нижней опоры расположены по разные стороны относительно плоскости, проходящей через ось вращения вала сервопривода и перпендикулярной продольной оси вакуумного трубопровода. Сервопривод настроен на выполнение поворота на угол 135 градусов вала сервопривода вместе с нижней опорой из начального положения в положение, при котором оси симметрии вакуумных присосок параллельны продольной оси вакуумного трубопровода, и при этом полости вакуумных присосок и полость сильфонной вакуумной присоски обращены в одну сторону.

Акселерометр размещен на БПЛА ВТ. Акселерометр настроен на измерение кажущегося ускорения, обусловленного движением БПЛА ВТ и передачу результатов измерений на блок управления посадкой.

Блок питания настроен на осуществление питания электрической энергией блока управления посадкой, вакуумного насоса, датчика давления, акселерометра, сервопривода, с обеспечением их нормальной работы.

К блоку управления посадкой подключен вакуумный насос, датчик давления, акселерометр, сервопривод, блок питания. Блок управления посадкой настроен, с помощью специальных программ, на осуществление управления работой вакуумного насоса, датчика давления, акселерометра, сервопривода, блока питания, посредством передачи сигналов, и на получение и регистрацию данных, передаваемых датчиком давления и акселерометром, и на получение и регистрацию данных, представляющих значение текущего угла поворота вала сервопривода. При этом задано значение изменения кажущегося ускорения, посредством программирования блока управления посадкой. При этом задана величина разрежения в полости сильфонной вакуумной присоски, создаваемого вакуумным насосом, посредством программирования блока управления посадкой. Блок управления посадкой с помощью специальных программ настроен на выполнение математической обработки получаемых данных. Блок управления посадкой настроен на передачу сигнала для пуска вакуумного насоса в работу при получении данных, передаваемых акселерометром, которые показывают превышение заданного значения изменения кажущегося ускорения. Блок управления посадкой настроен на передачу сигнала для остановки вакуумного насоса и на передачу сервоприводу сигнала для выполнения сервоприводом поворота вала сервопривода на угол 135 градусов, при получении данных, передаваемых датчиком давления, которые показывают достижение заданной величины разрежения в полости сильфонной вакуумной присоски, создаваемого вакуумным насосом. При этом блок управления посадкой подключен к блоку управления БПЛА ВТ и настроен на передачу блоку управления БПЛА ВТ сигнала для отключения всех несущих винтов БПЛА ВТ, при получении блоком управления посадкой, данных представляющих значение текущего угла поворота вала сервопривода, равного 135 градусам, то есть при получении блоком управления посадкой данных, показывающих завершение поворота вала сервопривода.

Для посадки БПЛА ВТ выбирают, например, плоскую вертикальную поверхность здания или сооружения. Предпочтительно выбирают гладкую поверхность.

Посадку БПЛА ВТ на плоскую вертикальную поверхность посредством применения заявленного устройства осуществляют следующим образом. Сначала осуществляют поворот БПЛА ВТ в горизонтальной плоскости так, чтобы продольная ось вакуумного трубопровода, прикрепленного к БПЛА ВТ, была расположена в вертикальной плоскости, перпендикулярной плоской вертикальной поверхности, предназначенной для осуществления посадки, и чтобы при этом сильфонная вакуумная присоска вакуумного трубопровода была размещена ближе всех остальных конструктивных элементов БПЛА ВТ и всех элементов остального оборудования, установленного на этом БПЛА ВТ, к этой плоской вертикальной поверхности. Затем осуществляют горизонтальный полет БПЛА ВТ, посредством осуществления режима работы несущих винтов БПЛА ВТ, соответствующего горизонтальному полету БПЛА ВТ, с сохранением его ориентации относительно плоской вертикальной поверхности, к плоской вертикальной поверхности, до возникновения ударного взаимодействия уплотнительного элемента сильфонной вакуумной присоски и плоской вертикальной поверхности, предназначенной для осуществления посадки. При этом происходит соприкосновение уплотнительного элемента сильфонной вакуумной присоски с плоской вертикальной поверхностью и происходит прекращение движения БПЛА ВТ в горизонтальном направлении, и при этом сохраняют режим работы несущих винтов БПЛА ВТ, соответствующий горизонтальному полету. При возникновении ударного взаимодействия уплотнительного элемента сильфонной вакуумной присоски и плоской вертикальной поверхности, уплотнительный элемент сильфонной вакуумной присоски деформируется, происходит наложение сильфонной вакуумной присоски на плоскую вертикальную поверхность, при этом образуется замкнутое пространство между поверхностью сильфонной вакуумной присоски и плоской вертикальной поверхностью, и при этом возникает изменение кажущегося ускорения, обусловленное прекращением движения БПЛА ВТ в горизонтальном направлении. Акселерометр измеряет это измененное значение кажущегося ускорения и передает результаты этих измерений на блок управления посадкой. Блок управления посадкой с помощью специальных программ получает результаты измерений, произведенных акселерометром, производит математическую обработку получаемых данных, и регистрирует изменение кажущегося ускорения, обусловленного прекращением движения БПЛА ВТ в горизонтальном направлении. Затем блок управления посадкой передает сигнал для пуска вакуумного насоса в работу при получении данных, передаваемых акселерометром, которые показывают превышение заданного значения изменения кажущегося ускорения. Затем вакуумный насос осуществляет свою работу и откачивает воздух из полости сильфонной вакуумной присоски через вакуумный трубопровод. При этом датчик давления производит непрерывные измерения давления воздуха в полости сильфонной вакуумной присоски, и передает результаты измерений на блок управления посадкой. В результате вакуумный насос создает вакуум в вакуумном трубопроводе и в полости сильфонной вакуумной присоски посредством осуществления работы вакуумного насоса. Таким образом создается удерживающая сила, прижимающая вакуумную сильфонную присоску вместе с БПЛА ВТ к плоской вертикальной поверхности.

Блок управления посадкой передает сигнал для остановки вакуумного насоса и передает сервоприводу сигнал для выполнения сервоприводом поворота вала сервопривода на угол 135 градусов, при получении данных, передаваемых датчиком давления, которые показывают достижение заданной величины разрежения в полости сильфонной вакуумной присоски, создаваемого вакуумным насосом.

Затем сервопривод выдвигает нижнюю опору посредством выполнения поворота на угол 135 градусов вала сервопривода вместе с нижней опорой из начального положения в положение, при котором оси симметрии вакуумных присосок параллельны продольной оси вакуумного трубопровода и при этом полости вакуумных присосок и полость сильфонной вакуумной присоски обращены в одну сторону.

Затем блок управления посадкой передает блоку управления БПЛА ВТ сигнал для отключения всех несущих винтов БПЛА ВТ, при получении блоком управления посадкой, данных представляющих значение текущего угла поворота вала сервопривода, равного 135 градусам, то есть при получении блоком управления посадкой данных, показывающих завершение поворота вала сервопривода.

Затем блок управления БПЛА ВТ отключает все несущие винты БПЛА ВТ. Таким образом, вес БПЛА ВТ переносится на нижнюю опору с двумя вакуумными присосками и вакуумный трубопровод с сильфонной вакуумной присоской. При этом уплотнительные элементы вакуумных присосок нижней опоры деформируются под действием веса БПЛА ВТ, происходит наложение вакуумных присосок на плоскую вертикальную поверхность, при этом образуются замкнутые пространства между поверхностями вакуумных присосок и плоской вертикальной поверхностью, при этом из полостей вакуумных присосок вытесняется воздух, создается вакуум, и создаются удерживающие силы, прижимающие вакуумные присоски, вместе с нижней опорой к плоской вертикальной поверхности. На этом посадка БПЛА ВТ на плоскую вертикальную поверхность завершается.

Краткое описание чертежей

На фигурах схематично изображено:

Фигура 1: продольный разрез вакуумной присоски для нижней опоры.

Фигура 2: продольный разрез сильфонной вакуумной присоски для вакуумного трубопровода.

Фигура 3: вид нижней опоры с прикрепленными вакуумными присосками.

Фигура 4: вид сбоку нижней опоры с прикрепленными вакуумными присосками.

Фигура 5: вид сервопривода с прикрепленной нижней опорой к валу сервопривода.

Фигура 6: продольный разрез вакуумного трубопровода, прикрепленного к вакуумному насосу, с сильфонной вакуумной присоской, с установленным обратным клапаном, датчиком давления и вакуумным вводом.

Фигура 7: вид сбоку БПЛА ВТ при осуществлении посадки на плоскую вертикальную поверхность.

На фигурах цифрами обозначены: 1 - вакуумная присоска, 2 - полость вакуумной присоски, 3 - уплотнительный элемент вакуумной присоски, 4 - ось симметрии вакуумной присоски, 5 - сильфонная вакуумная присоска, 6 - полость сильфонной вакуумной присоски, 7 - уплотнительный элемент сильфонной вакуумной присоски, 8 - осевое отверстие сильфонной вакуумной присоски, 9 - ось симметрии сильфонной вакуумной присоски, 10 - нижняя опора, 11 - основная часть нижней опоры, 12 - продольная ось основной части нижней опоры, 13 - боковая часть нижней опоры, 14 - продольная ось боковой части нижней опоры, 15 - вал сервопривода, 16 - сервопривод, 17 - ось вращения вала сервопривода, 18 - обратный клапан, 19 - датчик давления, 20 - вакуумный ввод, 21 - вакуумный трубопровод, 22 - вакуумный насос, 23 - полость вакуумного трубопровода, 24 - продольная ось вакуумного трубопровода, 25 - блок питания, 26 - фюзеляж БПЛА ВТ, 27 - блок управления посадкой, 28 - несущий винт БПЛА ВТ, 29 - акселерометр, 30 - прямая, содержащая продольную ось вакуумного трубопровода, 31 - ось вращения несущего винта БПЛА ВТ, 32 - плоская вертикальная поверхность, предназначенная для посадки БПЛА ВТ.

Осуществление полезной модели

В качестве БПЛА ВТ использован БПЛА ВТ с дистанционным управлением, массой от 800 грамм до 1000 грамм, с грузоподъемностью 250 грамм, длина которого с вращающимися винтами составляет менее 1 метра.

Для использования в качестве блока управления посадкой БПЛА ВТ на плоскую вертикальную поверхность использована плата управления БПЛА ВТ (по-другому называемая полетным контроллером), содержащая микроконтроллер, массой менее 15 грамм, с электрическим напряжением питания до 5В, с возможностью программирования этой платы управления БПЛА ВТ.

Использован сервопривод, массой менее 15 грамм, с крутящим моментом 1,8 кг/см, с электрическим напряжением питания до 6В.

Использован акселерометр не более 3 мм в ширину, не более 3 мм в длину, не более 1 мм в высоту, с электрическим напряжением питания не более 3,6В, массой не более 5 грамм.

Использован вакуумный насос, массой 70 грамм, с величиной разрежения, создаваемого вакуумным насосом, 25 кПа, с электрическим напряжением питания от 6В до 12В.

Использована круглая тонкостенная труба, изготовленная из углепластика, длиной не более 70 см, с диаметром круглого внешнего сечения 4 мм, с диаметром круглого внутреннего сечения 3 мм, массой менее 7 грамм.

Использованы три одинаковых круглых прямых стержня, изготовленных из углепластика длиной 37,51 см, с диаметром круглого сечения 2 мм. При этом масса каждого стержня не превышает 2 грамма. Один из этих трех прямых стержней - это основная часть нижней опоры, и остальные два прямых стержня - это боковые части нижней опоры.

Использована сильфонная вакуумная присоска для вакуумного трубопровода, массой менее 20 грамм, с подъемной силой более 50 Н, диаметром 53 мм, из материала, твердостью по Шору А, 55. Сильфонная вакуумная присоска для вакуумного трубопровода имеет осевое отверстие, полость, ось симметрии. Сильфонная вакуумная присоска содержит уплотнительный элемент. Сильфонная вакуумная присоска изготовлена из эластичного, гибкого материала, при этом уплотнительный элемент сильфонной вакуумной присоски обладает возможностью деформироваться.

Использованы две одинаковые вакуумные присоски для нижней опоры, каждая из которых имеет массу менее 8 грамм, с подъемной силой более 30 Н, диаметром 30 мм, из материала, твердостью по Шору А, 55. Каждая вакуумная присоска для нижней опоры имеет полость, ось симметрии. Каждая вакуумная присоска для нижней опоры содержит уплотнительный элемент и не имеет отверстий. Вакуумные присоски изготовлены из эластичного, гибкого материала, при этом уплотнительные элементы вакуумных присосок обладают возможностью деформироваться.

Использован обратный клапан, массой менее 2 грамм, диаметром менее 5 мм.

Использован датчик давления непрерывного действия, массой 4 грамма, с измеряемым абсолютным давлением от 20 кПа до 200 кПа, с электрическим напряжением питания около 5В.

Использован вакуумный ввод, для электрического напряжения до 500В и силы тока до 10А, диаметром не более 4 мм и не более 70 мм в длину, массой не более 10 грамм.

Использованы литий-ионные полимерные аккумуляторы для использования в качестве источника энергии. При этом использованы четыре литий-ионных полимерных аккумулятора с электрическим напряжением не более 6В, массой менее 10 грамм каждый. Эти четыре аккумулятора использованы для обеспечения электрической энергией блока управления посадкой БПЛА ВТ, датчика давления, акселерометра и сервопривода. Использован один литий-ионный полимерный аккумулятор с электрическим напряжением от 6В до 12В, массой менее 30 грамм. Этот аккумулятор использован для обеспечения электрической энергией вакуумного насоса. Блок питания состоит из набора всех указанных выше аккумуляторов.

Вакуумный трубопровод 21 изготовлен из круглой тонкостенной трубы, изготовленной из углепластика. Вакуумный трубопровод 21 герметично подключен к вакуумному насосу 22, посредством создания вакуумно-плотного соединения. При этом вакуумный трубопровод 21 жестко прикреплен одним концом к вакуумному насосу 22. К другому концу вакуумного трубопровода 21 жестко и герметично прикреплена сильфонная вакуумная присоска 5 посредством выполнения вакуумно-плотного соединения так, что ось симметрии 9 сильфонной вакуумной присоски 5 содержит продольную ось 24 вакуумного трубопровода 21. При этом полость 6 сильфонной вакуумной присоски 5 герметично соединена с полостью 23 вакуумного трубопровода 21. Вакуумный трубопровод 21 жестко прикреплен к фюзеляжу 26 БПЛА ВТ так, что продольная ось 24 вакуумного трубопровода 21 расположена в плоскости, перпендикулярной оси вращения 31 несущего винта 28 БПЛА ВТ, и конец вакуумного трубопровода 21 с прикрепленной к нему сильфонной вакуумной присоской 5 выступает дальше всех остальных конструктивных элементов БПЛА ВТ и всех элементов остального оборудования, установленного на этом БПЛА ВТ, по направлению от центра масс БПЛА ВТ к концу вакуумного трубопровода 21 с прикрепленной к нему сильфонной вакуумной присоской 5. При этом длина отрезка прямой, расположенного на прямой 30, содержащей продольную ось 24 вакуумного трубопровода 21, и один конец которого - это ортогональная проекция конца вакуумного трубопровода 21, к которому прикреплена сильфонная вакуумная присоска 5, на продольную ось 24 вакуумного трубопровода 21, и второй конец которого - это ортогональная проекция конца основной части 11 нижней опоры 10, который прикреплен к валу 15 сервопривода 16, на прямую 30, содержащую продольную ось 24 вакуумного трубопровода 21, равна 70 см. Вакуумный насос 22 жестко прикреплен к фюзеляжу 26 БПЛА ВТ. В вакуумный трубопровод 21, посредством выполнения вакуумно-плотного соединения, герметично установлен вакуумный ввод 20, предназначенный для осуществления передачи электрической энергии датчику давления 19 в вакуумный трубопровод 21 от блока питания 25 без нарушения вакуума, для осуществления передачи сигналов датчику давления 19 в вакуумный трубопровод 21 от блока управления посадкой 27 без нарушения вакуума, и для осуществления передачи сигналов, представляющих результаты измерений, производимых датчиком давления 19, из вакуумного трубопровода 21, на блок управления посадкой 27 без нарушения вакуума. В вакуумный трубопровод 21 установлен датчик давления 19, который, не нарушая герметичности вакуумного трубопровода 21, подключен через вакуумный ввод 20 к блоку управления посадкой 27 и к блоку питания 25. В вакуумный трубопровод 21 установлен обратный клапан 18, который размещен между датчиком давления 19 и вакуумным насосом 22 так, что обратный клапан 18 может пропускать воздух, откачиваемый из полости 6 сильфонной вакуумной присоски 5 только в одном направлении к вакуумному насосу 22 через вакуумный трубопровод 21.

Вакуумный трубопровод 21 предназначен для осуществления откачивания воздуха из полости 6 сильфонной вакуумной присоски 5. При этом вакуумный трубопровод 21 вместе с прикрепленной к нему сильфонной вакуумной присоской 5 предназначен для использования так же и в качестве опоры при посадке БПЛА ВТ на плоскую вертикальную поверхность 32.

Датчик давления 19 настроен на выполнение измерений давления воздуха в полости 6 сильфонной вакуумной присоски 5, и выполнение передачи результатов измерений через вакуумный ввод 20 на блок управления посадкой 27.

Сервопривод 16 жестко прикреплен к днищу фюзеляжа 26 БПЛА ВТ, при этом сервопривод 16 установлен на БПЛА ВТ так, что вал 15 сервопривода 16 находится наиболее близко к центру масс БПЛА ВТ, и ось вращения 17 вала 15 сервопривода 16 перпендикулярна продольной оси 24 вакуумного трубопровода 21 и расположена в плоскости, перпендикулярной оси вращения 31 несущего винта 28 БПЛА ВТ.

Нижняя опора 10 имеет Y-образную форму. Нижняя опора 10 состоит из основной части 11 и двух боковых частей 13. Каждая часть нижней опоры 10 представляет собой прямой стержень, изготовленный из углепластика. При этом две боковые части 13 нижней опоры 10 сделаны одинаковыми и расположены симметрично относительно продольной оси 12 основной части 11 нижней опоры 10 так, что продольные оси 14 боковых частей 13 нижней опоры 10 и продольная ось 12 основной части 11 нижней опоры 10 расположены в одной плоскости. Боковые части 13 нижней опоры 10 представляют собой прямые стержни, концы которых жестко прикреплены к концу основной части 11 нижней опоры 10, при этом величина наименьшего угла между продольными осями 14 двух боковых частей 13 нижней опоры 10 равна 60 градусам. К концам двух боковых частей 13 нижней опоры 10 прикреплены по одной вакуумной присоске 1, которые расположены симметрично относительно продольной оси 12 основной части 11 нижней опоры 10, так, что оси симметрии 4 вакуумных присосок 1 расположены под углом 45 градусов к продольной оси 12 основной части 11 нижней опоры 10, и расположены в плоскости, проходящей под углом 45 градусов к плоскости, содержащей продольные оси 14 двух боковых частей 13 нижней опоры 10.

Нижняя опора 10 предназначена для обеспечения устойчивости БПЛА ВТ при осуществлении посадки на плоскую вертикальную поверхность 32, посредством осуществления работы сервопривода 16 для выдвижения этой нижней опоры 10.

Нижняя опора 10 жестко прикреплена к валу 15 сервопривода 16 так, что продольные оси 14 двух боковых частей 13 нижней опоры 10 и ось вращения 17 вала 15 сервопривода 16 размещены в одной плоскости, и при этом продольная ось 12 основной части 11 нижней опоры 10 перпендикулярна к оси вращения 17 вала 15 сервопривода 16. Конец основной части 11 нижней опоры 10 жестко прикреплен к валу 15 сервопривода 16 так, что при вращении вала 15 сервопривода 16 нижняя опора 10 вращается вокруг оси вращения 17 вала 15 сервопривода 16, и при этом, без вращения нижней опоры 10 вокруг продольной оси 12 основной части 11 нижней опоры 10.

Акселерометр 29 размещен на БПЛА ВТ. Акселерометр 29 настроен на измерение кажущегося ускорения, обусловленного движением БПЛА ВТ и передачу результатов измерений на блок управления посадкой 27.

Все конструктивные элементы заявленного устройства размещены на БПЛА ВТ так, что центр масс БПЛА ВТ, с учетом установленного оборудования не изменил своего положения или смещен на как можно меньшее расстояние относительно БПЛА ВТ.

Блок питания 25 настроен на осуществление питания электрической энергией блока управления посадкой 27, вакуумного насоса 22, датчика давления 19, акселерометра 29, сервопривода 16, с обеспечением их нормальной работы.

К блоку управления посадкой 27 подключен вакуумный насос 22, датчик давления 19, акселерометр 29, сервопривод 16, блок питания 25. Блок управления посадкой 27 настроен, с помощью специальных программ, на осуществление управления работой вакуумного насоса 22, датчика давления 19, сервопривода 16, блока питания 25, посредством передачи сигналов, и на получение и регистрацию данных, передаваемых датчиком давления 19 и акселерометром 29, и на получение и регистрацию данных, представляющих значение текущего угла поворота вала 15 сервопривода 16. При этом заданное значение изменения кажущегося ускорения установлено равным 1,5g, посредством программирования блока управления посадкой 27. При этом величина разрежения в полости сильфонной вакуумной присоски, создаваемого вакуумным насосом, задана равной 25 кПа, посредством программирования блока управления посадкой 27. Блок управления посадкой 27 производит математическую обработку данных, передаваемых датчиком давления 19 и акселерометром 29. Блок управления посадкой 27 настроен на передачу сигнала для пуска вакуумного насоса 22 в работу при получении данных, передаваемых акселерометром 29, которые показывают превышение заданного значения изменения кажущегося ускорения. Блок управления посадкой 27 настроен на передачу сигнала для остановки вакуумного насоса 22 и на передачу сервоприводу 16 сигнала для выполнения сервоприводом 16 поворота вала 15 сервопривода 16 на угол 135 градусов, при получении данных, передаваемых датчиком давления 19, которые показывают достижение заданной величины разрежения в полости 6 сильфонной вакуумной присоски 5, создаваемого вакуумным насосом 22. При этом блок управления посадкой 27 подключен к блоку управления БПЛА ВТ и настроен на передачу блоку управления БПЛА ВТ сигнала для отключения всех несущих винтов 28 БПЛА ВТ, при получении блоком управления посадкой 27 данных, представляющих значение текущего угла поворота вала 15 сервопривода 16, равного 135 градусам, то есть при получении блоком управления посадкой 27 данных, показывающих завершение поворота вала 15 сервопривода 16.

В начальном положении, то есть до начала осуществления посадки БПЛА ВТ на плоскую вертикальную поверхность 32, нижняя опора 10 размещена так, что продольная ось 12 основной части 11 нижней опоры 10 размещена параллельно продольной оси 24 вакуумного трубопровода 21, при этом полости 2 вакуумных присосок 1 обращены вниз, и при этом сильфонная вакуумная присоска 5 и вакуумная присоска 1 нижней опоры 10 расположены по разные стороны относительно плоскости, проходящей через ось вращения 17 вала 15 сервопривода 16 и перпендикулярной продольной оси 24 вакуумного трубопровода 21. Сервопривод 16 настроен на выполнение поворота на угол 135 градусов вала 15 сервопривода 16 вместе с нижней опорой 10 из начального положения в положение, при котором оси симметрии 4 вакуумных присосок 1 параллельны продольной оси 24 вакуумного трубопровода 21, и при этом полости 2 вакуумных присосок 1 и полость 6 сильфонной вакуумной присоски 5 обращены в одну сторону.

Для посадки БПЛА ВТ выбирают плоскую вертикальную поверхность 32 здания или сооружения. Предпочтительно выбирают гладкую поверхность.

Посадку БПЛА ВТ на плоскую вертикальную поверхность 32 посредством применения заявленного устройства осуществляют следующим образом. Сначала осуществляют поворот БПЛА ВТ в горизонтальной плоскости так, чтобы продольная ось 24 вакуумного трубопровода 21, прикрепленного к БПЛА ВТ, была расположена в вертикальной плоскости, перпендикулярной плоской вертикальной поверхности 32, предназначенной для осуществления посадки, и чтобы при этом сильфонная вакуумная присоска 5 вакуумного трубопровода 21 была размещена ближе всех остальных конструктивных элементов БПЛА ВТ и всех элементов остального оборудования, установленного на этом БПЛА ВТ, к этой плоской вертикальной поверхности 32. Затем осуществляют горизонтальный полет БПЛА ВТ, посредством осуществления режима работы несущих винтов 28 БПЛА ВТ, соответствующего горизонтальному полету БПЛА ВТ, с сохранением его ориентации относительно плоской вертикальной поверхности 32, к плоской вертикальной поверхности 32, до возникновения ударного взаимодействия уплотнительного элемента 7 сильфонной вакуумной присоски 5 и плоской вертикальной поверхности 32, предназначенной для осуществления посадки. При этом происходит соприкосновение уплотнительного элемента 7 сильфонной вакуумной присоски 5 с плоской вертикальной поверхностью 32 и происходит прекращение движения БПЛА ВТ в горизонтальном направлении, и при этом сохраняют режим работы несущих винтов БПЛА ВТ, соответствующий горизонтальному полету. При возникновении ударного взаимодействия уплотнительного элемента 7 сильфонной вакуумной присоски 5 и плоской вертикальной поверхности 32, уплотнительный элемент 7 сильфонной вакуумной присоски 5 деформируется, происходит наложение сильфонной вакуумной присоски 5 на плоскую вертикальную поверхность 32, при этом образуется замкнутое пространство между поверхностью сильфонной вакуумной присоски 5 и плоской вертикальной поверхностью 32, и при этом возникает изменение кажущегося ускорения, обусловленное прекращением движения БПЛА ВТ в горизонтальном направлении. Акселерометр 29 измеряет это измененное значение кажущегося ускорения и передает результаты этих измерений на блок управления посадкой 27. Блок управления посадкой 27 с помощью специальных программ получает результаты измерений, произведенных акселерометром 29, производит математическую обработку получаемых данных, и регистрирует изменение кажущегося ускорения, обусловленного прекращением движения БПЛА ВТ в горизонтальном направлении. Затем блок управления посадкой 27 передает сигнал для пуска вакуумного насоса 22 в работу, при получении данных, передаваемых акселерометром 29, которые показывают превышение заданного значения изменения кажущегося ускорения. Затем вакуумный насос 22 осуществляет свою работу и откачивает воздух из полости 6 сильфонной вакуумной присоски 5 через вакуумный трубопровод 21. При этом датчик давления 19 производит непрерывные измерения давления воздуха в полости 6 сильфонной вакуумной присоски 5, и передает результаты измерений на блок управления посадкой 27. В результате вакуумный насос 22 создает вакуум в вакуумном трубопроводе 21 и в полости 6 сильфонной вакуумной присоски 5 посредством осуществления работы вакуумного насоса 22. Таким образом создается удерживающая сила, прижимающую вакуумную сильфонную присоску 5 вместе с БПЛА ВТ к плоской вертикальной поверхности 32.

Блок управления посадкой 27 передает сигнал для остановки вакуумного насоса 22 и передает сервоприводу 16 сигнал для выполнения сервоприводом 16 поворота вала 15 сервопривода 16 на угол 135 градусов, при получении данных, передаваемых датчиком давления 19, которые показывают достижение заданной величины разрежения в полости 6 сильфонной вакуумной присоски 5, создаваемого вакуумным насосом 22.

Затем сервопривод 16 выдвигает нижнюю опору 10 посредством выполнения поворота на угол 135 градусов вала 15 сервопривода 16 вместе с нижней опорой 10 из начального положения в положение, при котором оси симметрии 4 вакуумных присосок 1 параллельны продольной оси 24 вакуумного трубопровода 21, и при этом полости 2 вакуумных присосок 1 и полость 6 сильфонной вакуумной присоски 5 обращены в одну сторону.

Затем блок управления посадкой 27 передает блоку управления БПЛА ВТ сигнал для отключения всех несущих винтов 28 БПЛА ВТ, при получении блоком управления посадкой 27 данных, представляющих значение текущего угла поворота вала 15 сервопривода 16, равного 135 градусам, то есть при получении блоком управления посадкой 27 данных, показывающих завершение поворота вала 15 сервопривода 16.

Затем блок управления БПЛА ВТ отключает все несущие винты 28 БПЛА ВТ. Таким образом, вес БПЛА ВТ переносится на нижнюю опору 10 с двумя вакуумными присосками 1 и вакуумный трубопровод 21 с сильфонной вакуумной присоской 5. При этом уплотнительные элементы 3 вакуумных присосок 1 нижней опоры 10 деформируются под действием веса БПЛА ВТ, происходит наложение вакуумных присосок 1 на плоскую вертикальную поверхность 32, при этом образуются замкнутые пространства между поверхностями вакуумных присосок 1 и плоской вертикальной поверхностью 32, при этом из полостей 2 вакуумных присосок 1 вытесняется воздух, создается вакуум, и создаются удерживающие силы, прижимающие вакуумные присоски 1 вместе с нижней опорой 10 к плоской вертикальной поверхности 32. На этом посадка БПЛА ВТ на плоскую вертикальную поверхность 32 завершается.


Формула полезной модели

Устройство, предназначенное для осуществления посадки беспилотного летательного аппарата вертолетного типа на плоскую вертикальную поверхность, установленное на этом беспилотном летательном аппарате вертолетного типа, содержащее блок управления посадкой, вакуумный насос, вакуумный трубопровод, датчик давления, акселерометр, вакуумный ввод, сильфонную вакуумную присоску для вакуумного трубопровода, обратный клапан, нижнюю опору, две вакуумные присоски для нижней опоры, сервопривод, блок питания, при этом блок питания установлен с возможностью осуществления питания электрической энергией блока управления посадкой, вакуумного насоса, датчика давления, акселерометра, сервопривода, с обеспечением их нормальной работы, и акселерометр установлен с возможностью измерения кажущегося ускорения, обусловленного движением беспилотного летательного аппарата вертолетного типа, и с возможностью передачи результатов этих измерений на блок управления посадкой, и вакуумный трубопровод прикреплен к вакуумному насосу, и сильфонная вакуумная присоска прикреплена к вакуумному трубопроводу, и датчик давления установлен с возможностью измерения давления воздуха в полости сильфонной вакуумной присоски, и с возможностью передачи результатов этих измерений через вакуумный ввод на блок управления посадкой, и вакуумный насос установлен с возможностью осуществления откачивания воздуха из полости сильфонной вакуумной присоски через вакуумный трубопровод, и обратный клапан установлен в вакуумный трубопровод и размещен между датчиком давления и вакуумным насосом с возможностью пропускания воздуха, откачиваемого из полости сильфонной вакуумной присоски только в одном направлении к вакуумному насосу через вакуумный трубопровод, и вакуумный ввод установлен с возможностью передачи электрической энергии датчику давления в вакуумный трубопровод от блока питания без нарушения вакуума, с возможностью передачи сигналов датчику давления в вакуумный трубопровод от блока управления посадкой без нарушения вакуума и с возможностью передачи сигналов, представляющих результаты измерений, производимых датчиком давления, из вакуумного трубопровода, на блок управления посадкой без нарушения вакуума, и вакуумные присоски для нижней опоры прикреплены к нижней опоре, и нижняя опора прикреплена к валу сервопривода, и сервопривод установлен с возможностью выполнения поворота вала сервопривода вместе с нижней опорой, и блок управления посадкой установлен с возможностью управления работой вакуумного насоса, датчика давления, акселерометра, сервопривода, блока питания, посредством передачи сигналов, и с возможностью получения и регистрации данных, передаваемых датчиком давления и акселерометром, и с возможностью получения и регистрации данных, представляющих значение текущего угла поворота вала сервопривода, и с возможностью передачи сигнала для пуска вакуумного насоса в работу при получении данных, передаваемых акселерометром, показывающих превышение заданного значения изменения кажущегося ускорения, и с возможностями передачи сигнала для остановки вакуумного насоса и передачи сигнала для выполнения поворота вала сервопривода, при получении данных, передаваемых датчиком давления, показывающих достижение заданной величины разрежения в полости сильфонной вакуумной присоски, создаваемого вакуумным насосом, при этом блок управления посадкой подключен к блоку управления беспилотного летательного аппарата вертолетного типа с возможностью передачи блоку управления беспилотного летательного аппарата вертолетного типа сигнала для отключения всех несущих винтов беспилотного летательного аппарата вертолетного типа, при получении блоком управления посадкой данных, показывающих завершение поворота вала сервопривода.

РИСУНКИ


bodrenko.com