Дрон-трансформер

Полезная модель относится к области авиационной техники, а именно к беспилотным летательным аппаратам/дронам типа мультикоптеров, используемых для различных промышленных целей, таких как мониторинг воздуха, доставка по воздуху и сельское хозяйство.
Беспилотные летательные аппараты (дроны) имеют более длительный срок эксплуатации, требуют меньше обслуживания и более эффективны в потреблении энергии. Эти дроны могут быть развернуты на самых разных территориях и могут не требовать подготовленных взлетно-посадочных полос. Проблема в том, что большая часть конструкции дрона предназначена только для одной конкретной цели. Это приведет к неэффективности и увеличению эксплуатационных расходов и затрат на техническое обслуживание, поскольку пользователям необходимо менять дрон всякий раз, когда они хотят выполнить другую миссию. Таким образом, необходим универсальный дизайн с компактными системами проводки, который позволит использовать дрона для выполнения различных задач без каких-либо проблем с настройкой необходимых внешних аксессуаров.
Известен Дрон-трансформер по патенту КР101812322Б1. Дрон согласно настоящему изобретению содержит круглую пластину; вал, установленный на круглой пластине и имеющий резьбу, сформированную на его внешней поверхности; подвижный блок, привинченный к валу и перемещающийся вертикально вдоль внешней поверхности вала при вращении вала; множество подвижных блоков установлено на внешней стороне подвижного блока под заданным углом. Когда подвижный блок опускается вертикально, подвижный блок распространяется вокруг вала в радиальном направлении. Когда движущийся блок вертикально поднимается.
Недостатком этой модели является конструкция рамы, которая не позволяет легко уменьшать или увеличивать количество рамы и моторов дрона, что делает невозможным изменение летных характеристик. В результате получается относительно небольшой подъемник, поэтому его нельзя использовать в различных отраслях промышленности. Кроме того, угол наклона мотора дрона фиксированной конструкции не может быть изменен, что сказывается на его маневренности и устойчивости.
Известен Трансформируемый летательный аппарат по патенту US8931730B2 - трансформируемый летательный аппарат включает в себя: центральный корпус и по меньшей мере два узла трансформируемой рамы, расположенные соответственно на центральном корпусе, причем каждый из по меньшей мере двух узлов трансформируемой рамы имеет проксимальную часть, шарнирно соединенную с центральным корпусом и дистальная часть; исполнительный узел, установленный на центральном корпусе и сконфигурированный для поворота по меньшей мере двух узлов рамы на множество различных вертикальных углов относительно центрального корпуса; и множество силовых установок, установленных на по меньшей мере двух трансформируемых узлах рамы и работающих для перемещения трансформируемого летательного аппарата.
Недостатком этой модели является конструкция рамы, которая не позволяет легко уменьшать или увеличивать количество рамы и моторов дрона, что делает невозможным изменение летных характеристик. В результате получается относительно небольшой подъемник, поэтому его нельзя использовать в различных отраслях промышленности. Кроме того, угол наклона мотора дрона фиксированной конструкции не может быть изменен, что сказывается на его маневренности и устойчивости.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является дрон-мультикоптер KR20190044186A - В настоящем изобретении используются режим беспилотного летательного аппарата и режим летательного аппарата, позволяющие летать во время полета беспилотного мультикоптера за счет возможности дополнительной сборки вертикального пропеллера, вращающегося по вертикали на основном корпусе мультикоптера. дрон, на котором установлены два или более горизонтальных гребных винта и который выполняет функцию полета с учетом ситуаций. Кроме того, настоящее изобретение позволяет добавить функцию робота или различные функции функции камеры, движение по земле посредством управления электрическим колесом, добавление функции робота или управление крылом самолета путем дополнительной сборки и установки компонентов на основной корпус мультикоптера.
Недостатком этой модели является конструкция рамы, которая не позволяет легко уменьшать или увеличивать количество рамы и моторов дрона, что делает невозможным изменение летных характеристик. В результате получается относительно небольшой подъемник, поэтому его нельзя использовать в различных отраслях промышленности. Кроме того, угол наклона мотора дрона фиксированной конструкции не может быть изменен, что сказывается на его маневренности и устойчивости.
Полезная модель отличается тем, что предлагаемая конструкция позволяет легко уменьшать или увеличивать количество рамы и моторов дрона. Дрон состоит из одного модуля контроллера и нескольких трансформируемых модулей рамы, которые можно легко и быстро собрать и комбинировать друг с другом для создания различных формы дрона: трикоптер, квадрокоптер, гексакоптер, октакоптер. Продолжительность полета и грузоподъемность определяются количеством собранных модулей рамы,  модуль рамы можно изгибать до 360°, а мотогондола с валом позволяет изменять угол положения двигателя до 180°.
Решаемой задачей предлагаемой полезной модели является создание нового универсального мультикоптерного беспилотного летательного аппарата, который позволяет пользователям изменять характеристики полета дронов, такие как подъемная сила и выносливость, по мере необходимости для конкретных задач.
Технический результат достигается тем, что дрон-трансформер собран из одного модуля контроллера и нескольких трансформируемых модулей рамы (состоит из мотора, пропеллера, мотогондолы, шасси, шарнирного соединения, лампы, переключателя), трансформируемый модуль рамы имеет форму длинного блока из углеродного композитного материала, внутри модуля рамы установлено несколько электронных компонентов, таких как датчики, ESC и серводвигатели, в середине модуля рамы имеется шарнирное соединение, которое позволяет изгибать модуль рамы на 360°, мотогондола на конце модуля рамы также имеет вал, позволяющий регулировать угол наклона положения мотора до 180°, к каждому стыку между модулями рамы прикреплен фиксатор, модуль контроллера установлен на самом переднем модуле рамы, модуль контроллера имеет форму куба, в котором есть место для размещения основных электронных компонентов, таких как контроллеры полета, GPS, радиопередатчики и датчики, центре конструкции дрона предназначена для размещения полезной нагрузки и источника питания, которым может быть ионный аккумулятор или водородный элемент.
Для пояснения технической сущности рассмотрим чертежи:
Фиг. 1 - Модуль трансформируемой рамы в изометрической проекции
Фиг. 2 - Вид сбоку на модуль рамы
Фиг. 3 - Вид сверху на модуль рамы
Фиг. 4 - Конструкция квадрокоптера с 4 модулями рамы
Фиг. 5 - Трансформация. Конфигурация модулей рамы для создания трикоптера, квадрокоптера, гексакоптера и октокоптера.
1 - Модуль контроллера
2 - Модуль рамы
3 - Мотор
4 - Пропеллер
5 - Мотогондола
6 - шасси
7 - Фиксатор
8 - Шарнирное соединение
9 - Аккумулятор
10 - Контейнер
11 - Лампа
12 - Переключатель.
На Фиг. 1 показана конструкция модуля рамы, которая изготовлена из композитных материалов и является водонепроницаемым. Каждый модуль рамы имеет один пропеллер (4) и двигатель (3), прикрепленный к мотогондоле (5) на конце секции модуля рамы (2), шасси (6) на нижней стороне выполнено из алюминия и может убираться и выдвигаться. На мотогондоле находится лампа (11), которую можно включать и выключать, нажимая ручной переключатель (12).
Относится к фиг. 2: В мотогондоле (5) есть вал, который позволяет ему вращаться на 180°, чтобы изменить направление подъемной силы, создаваемой двигателем (3) и пропеллером (4). Мотогондола (5) может приводиться в движение вручную или автоматически с помощью механизма серводвигателя, установленного в корпусе модуля рамы (2).
Относится к фиг. 3: в середине модуля рамы имеется шарнирное соединение (8), которое разделяет модуль рычага (2) на две части и позволяет сгибать его на 360°.
Относится к фиг. 4: это конструкция квадрокоптера, состоящая из четырех модулей рычагов (2). На передней стороне находится модуль контроллера (1), имеющий форму куба, внутри которого есть место для размещения основных электронных компонентов, таких как контроллеры полета, GPS, радиопередатчики и датчики. Батарея (9) помещается в контейнер (10) в центре конструкции. На нижней стороне дрона есть место для полезной нагрузки. Фиксатор (7) установлен в каждом углу для фиксации движения и положения шарнирного соединения (8) на каждом модуле рамы, а также функционирует как кабельный соединитель между модулями рамы.
На фиг. 5 показаны некоторые трансформации формы дрона; трикоптер с 3 модулями рамы, квадрокоптер с 4 модулями рамы, гексакоптер с 6 модулями рамы, октокомптер с 8 модулями рамы.
Характеристики заявленной полезной модели приведены в таблице 1.