БАЗОВАЯ СТАНЦИЯ ДЛЯ БЕСПИЛОТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ
BASE STATION FOR UNMANNED AERIAL VEHICLES

Изобретение относится к области техники, связанной с эксплуатацией беспилотных летательных аппаратов (БЛА). Изобретение предназначено для базирования БЛА, обеспечения его автоматического взлета и посадки, загрузки/разгрузки/замены груза (посылки, полезной нагрузки) на летательном аппарате, хранения и выдачи его потребителю (получателю), а также замены и зарядки источников электропитания.
Изобретение может быть использовано, в частности, для доставки грузов. В этом случае оно входит в состав транспортно-логистической системы, куда также входит БЛА, центральный пункт управления передвижением БЛА и другие базовые станции.
Известна транспортная система, основанная на использовании беспилотных летательных аппаратов (US 9,384,668 В2).
Известна базовая станция для беспилотных летательных аппаратов (US 8,511,606 В1). Изобретение содержит платформу, систему аккумуляторных батарей, систему генерирования энергии, несколько зарядных станций и контроллер.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является система для базирования и подзарядки беспилотных летательных аппаратов (WO 2016/125142 А1). Существует проблема точной посадки мультироторных летательных аппаратов связанная с наличием экранного эффекта при сближении с землей. На завершающем этапе траектории происходит снос летательного аппарата вследствие наличия воздушной подушки. В рассматриваемом патенте используется вспомогательный элемент - магнитный грузик, спускаемый на гибкой нити на базовую станцию. После примагничивания грузика осуществляется подтягивание беспилотного летательного аппарата к посадочной площадке базовой станции.
Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в обеспечении позиционирования беспилотного летательного аппарата на завершающем этапе траектории посадки, что достигается за счет использования конических или пирамидальных направляющих.
Указанный технический результат достигается тем, что в базовой станции для беспилотных летательных аппаратов, содержащей корпус, в верхней части которого расположена горизонтальная площадка, служащая посадочной поверхностью, на горизонтальной площадке выполнены направляющие, имеющие коническую или пирамидальную форму, при этом горизонтальная площадка выполнена перфорированной.
Направляющие могут быть выполнены перфорированными.
Базовая станция может быть снабжена защитными створками.
Базовая станция может быть снабжена устройством, отсоса воздуха с горизонтальной площадки.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид базовой станции; на фиг. 2 - направление движения воздуха на перфорированной поверхности; на фиг. 3 - летательный аппарат на базовой станции; на фиг. 4 - базовая станция с защитными створками.
Базовая станция для беспилотных летательных аппаратов (далее -базовая станция) содержит корпус 1, в верхней части которого расположена горизонтальная площадка 2, служащая посадочной поверхностью, с направляющими 3, имеющими коническую или пирамидальную форму. Горизонтальная площадка 2 содержит створку 4, закрывающую нишу внутри базовой станции, через которую осуществляется загрузка/разгрузка БЛА 5, нагревательные элементы, обеспечивающие отсутствие снега и льда на поверхности площадки 2, контрастную оптическую метку и/или радиомаяки, обеспечивающие позиционирование БЛА 5 относительно горизонтальной площадки 2 базовой станции при осуществлении посадки. Направляющие 3 обеспечивают ориентацию посадочных устройств 6 БЛА 5 и снабжены фиксаторами, выполненными, например, в виде выдвигающихся штырей, взаимодействующих с посадочными устройствами 6. Приводом фиксаторов может служить соленоид.
Направляющие 3 расположены таким образом, что основание конусов или пирамид лежат в одной плоскости с горизонтальной площадкой 2, а вершины направлены к основанию базовой станции. Таким образом, на завершающей стадии посадки посадочные устройства 6 БЛА, взаимодействуя с конической или поверхностью пирамиды, точно ориентируют БЛА относительно базовой станции. Фиксаторы, расположенные в нижней части направляющих, удерживают БЛА на станции во время сильных порывов ветра.
Базовая станция может быть также оснащена створками 7, защищающими БЛА 5 от воздействия внешних факторов.
Поскольку БЛА 5 представляет собой летательный аппарат вертикального взлета и посадки и снабжен винтами (вертолет, конвертоплан), то для снижения давления воздушной струи от несущих винтов на горизонтальную площадку 2 и, тем самым, уменьшения экранного эффекта, горизонтальная площадка 2 выполнена перфорированной. Таким образом, достигается минимизация влияния посадочной поверхности на непреднамеренное изменение траектории летательного аппарата на завершающем этапе посадки. При этом сами направляющие 3 также могут быть перфорированы. Перфорированная горизонтальная поверхность 2 может быть дополнительно снабжена устройством, обеспечивающим отсос воздуха и снятие избыточного давления с посадочной поверхности.
Базовая станция также может быть оснащена монитором 8 с пользовательским интерфейсом, открывающейся створкой 9 для внесения/получения посылки из базовой станции и устройством 10 приема банковских карт.
Исполнительные механизмы представляют из себя механические элементы, приводимые в движение электродвигателями. Перемещаясь внутри базовой станции, они обеспечивают загрузку/разгрузку беспилотного летательного аппарата, замену полезной нагрузки и источников электропитания.
Работа базовой станции заключается в следующем.
БЛА 5, размещенный на базовой станции, получает от пользователя (эксплуатанта) полетное задание через базовую станцию или через систему спутниковой или GSM связи или другим способом. В соответствии с полетным заданием базовая станция загружает на БЛА 5 полезную нагрузку (посылку) и источник электропитания, выдает команду БЛА 5 на отправку, согласуя решение с центральным пунктом управления передвижением БЛА 5. Затем БЛА 5 осуществляет вертикальный взлет и выполняет полет в направлении заданной в полетном задании базовой станции. Подлетая к базовой станции, с заранее известными координатами использует для своего позиционирования координаты глобальной спутниковой навигационной системы (GPS/GLONASS/GALILEO/BEIDOU и др.).
Затем БЛА 5 начинает вертикальное снижение, позиционируя себя относительно базовой станции. В момент, когда посадочные устройства 6 окажутся внутри направляющих 3, двигатели плавно останавливаются и дальнейшее движение БЛА 5 под действием силы тяжести происходит по направляющим 3.
Система механических элементов внутри базовой станции предназначена для загрузки/разгрузки БЛА 5 и замены его источников питания. Все эти действия производятся элементами, перемещающимися внутри базовой станции по осям XYZ и приводимыми в движение шаговыми двигателями. Данная система также осуществляет размещение посылок на внутренних полках, каждой из которых присваивается определенный номер. При востребовании посылки потребителем (получателем), по вводу им идентификационного номера заказа система выдаст посылку через специальное окно выдачи.
Внутри базовой станции может поддерживаться микроклимат, необходимый для обеспечения характеристик источников питания, а также для хранения посылок. Для этого в базовой станции могут размещаться система обогрева, система кондиционирования воздуха, увлажнители, осушители, вентиляция и другие устройства обеспечения внутреннего климата базовой станции.