Беспилотный летательный аппарат для транспортировки компонентов крови
UNMANNED AERIAL VEHICLE FOR TRANSPORTING BLOOD COMPONENTS

Изобретение относится к средствам доставки крови и ее компонентов в труднодоступные районы или непосредственно к месту оказания медицинской помощи пациентам, раненым и пораженным.
Из уровня техники известен способ обеспечения доставки донорской крови и (или) ее компонентов с применением беспилотного летательного аппарата (патент на изобретение RU №2533005), который заключается в применении беспилотного летательного аппарата вертикального взлета и посадки (вертолетного типа), реализующего свое функциональное назначение в автоматическом режиме в соответствии с заложенными в него алгоритмом и программами функционирования, либо в ручном режиме дистанционного управления оператором; в корпусе беспилотного летательного аппарата предусмотрена ниша (отсек) для размещения мобильного термоконтейнера с пакетами донорской крови и/или ее компонентами для их транспортировки. Недостатком этого технического решения является то, что мобильный термоконтейнер размещается в корпусе летательного аппарата, что:
затрудняет его извлечение и исключает возможность автоматического отделения термоконтейнера;
делает невозможным дальнейшее (в течение некоторого непродолжительного времени) хранение и доставку донорской крови и (или) ее компонентов при необходимости ее применения на удалении (несколько сотен метров) от точки приземления беспилотного летательного аппарата - например, при невозможности его приземления в лесу, на болоте и т.п.
Технической задачей заявляемого изобретения является расширение потенциальных возможностей беспилотных летательных аппаратов, применяемых для транспортировки компонентов крови.
Решение технической задачи обеспечивается за счет того, что беспилотный летательный аппарат для транспортировки компонентов крови представляет собой беспилотный летательный аппарат вертикального взлета и посадки, реализующий свое функциональное назначение в автоматическом режиме в соответствии с заложенными в него алгоритмом и программами функционирования либо в ручном режиме под дистанционным управлением и контролем человека, отличающийся тем, что беспилотный летательный аппарат оборудован П-образным креплением для фиксации термоконтейнеров, состоящим из жестко соединенных между собой центральной прямоугольной пластины и двух боковых Г-образных частей, причем в центральной пластине имеются четыре отверстия для болтов, обеспечивающих жесткое соединение крепления с основанием беспилотного летательного аппарата, и отверстия для установки внешних датчиков, а две боковые части крепления образуют стойки для удержания термоконтейнера и оборудованы зажимными механизмами, предназначенными для фиксации термоконтейнера в креплении.
Технический результат, достигаемый заявленной совокупностью признаков, заключается в обеспечении возможности экстренной или срочной доставки крови и ее компонентов в труднодоступные районы или непосредственно к месту оказания медицинской помощи пациентам, раненым и пораженным с применением беспилотного летательного аппарата и внешнего термоконтейнера.
Реализация изобретения поясняется фигурами:
фигура 1 - модель крепления;
фигура 2 - центральная пластина крепления термоконтейнера;
фигура 3 - левая часть крепления: большая пластина (1), малая пластина (2), соединитель центральной пластины и левой части крепления (3), стойка для контейнера (4), зажимной механизм (5);
фигура 4 - зажимной механизм (5);
фигура 5 - модель крепления с шасси беспилотного летательного аппарата;
фигура 6 - общий вид крепления;
фигура 7 - крепление в увеличенном масштабе.
Реализация изобретения заключается в следующем.
Применяется беспилотный летательный аппарат вертикального взлета и посадки, реализующий свое функциональное предназначение в автоматическом режиме в соответствии с заложенными в него алгоритмом и программами функционирования либо в ручном режиме под дистанционным управлением и контролем человека.
При необходимости переливания пациенту в лечебном учреждении или пораженному на месте происшествия донорской крови и (или) ее компонентов врач делает заявку на станцию переливания крови на необходимое количество донорской крови и (или) ее компонентов, согласно групповой и резус-принадлежности пациента, раненого или пораженного.
Персонал станции переливания крови согласно заявке подбирает нужное количество заказанной донорской крови и (или) ее компонентов. И помещает их в мобильный термоконтейнер. При необходимости отправления разных компонентов донорской крови, упаковки разных компонентов донорской крови перекладываются изотермическим материалом.
Термоконтейнер доставляется к взлетно-посадочной площадке беспилотного летательного аппарата, и фиксируется на его корпусе креплением.
В центре управления беспилотным летательным аппаратом задается пункт или маршрут доставки термоконтейнера.
Беспилотный летательный аппарат осуществляет вертикальный взлет и полет к месту назначения в соответствии с заложенными в него алгоритмом и программами функционирования.
После приземления в заданной точке беспилотного летательного аппарата в центр управления и персоналу, заказавшему донорскую кровь и (или) ее компоненты, поступает сигнал о выполнении маршрута, завершении полета и приземлении.
Термоконтейнер отсоединяется от беспилотного летательного аппарата, и в зависимости от ситуации:
1) донорская кровь и (или) ее компоненты извлекаются из термоконтейнера, термоконтейнер присоединяется к беспилотному летательному аппарату - может извлекаться весь запас или не весь, если в термоконтейнере помещены запасы для нескольких потребителей, находящихся в разных точках местности;
2) термоконтейнер доставляется к месту потребления донорской крови и (или) ее компонентов, и, соответственно, присоединяется к беспилотному летательному аппарату.
В центре управления беспилотным летательным аппаратом задается пункт или маршрут возвращения или дальнейшего полета беспилотного летательного аппарата. Беспилотный летательный аппарат возвращается в автоматическом режиме на взлетно-посадочную площадку станции переливания крови.
Для достижения технического результата применяется оригинальное крепление, которое незначительно утяжеляет беспилотный летательный аппарат, не оказывает влияния на работу основных систем, обеспечивает простоту монтажа на корпус беспилотного летательного аппарата и не затрудняет снятие груза с беспилотного летательного аппарата.
Крепление для фиксации термоконтейнеров выполнено П-образным, состоящим из жестко соединенных между собой центральной прямоугольной пластины и двух боковых Г-образных частей.
В центральной пластине имеются четыре отверстия для болтов, обеспечивающих жесткое соединение крепления с основанием беспилотного летательного аппарата, и отверстия для установки внешних датчиков.
Две боковые зеркально симметричные части крепления образуют стойки для удержания термоконтейнера и оборудованы зажимными механизмами, предназначенными для фиксации термоконтейнера в креплении.
Разработанное крепление предназначено для транспортировки термоконтейнеров весом не более 5 кг.
Крепление позволяет дополнительно устанавливать специальные датчики для отслеживания температуры воздуха, атмосферного давления и влажности воздуха снаружи и внутри контейнера, а также высоты полета беспилотного летательного аппарата.
На фигуре 1 представлена модель разработанного крепления в изометрии, созданная в CAD-системе.
Крепление состоит из центральной пластины и двух боковых частей (левая и правая).
На фигуре 2 показана модель центральной пластины крепления термоконтейнера.
Центральная пластина является несущей частью разработанной конструкции, и крепится к беспилотному летательному аппарату с использованием четырех болтов, которые закручиваются снизу в основание корпуса беспилотного летательного аппарата. Центральная пластина также укрепляет посадочные шасси беспилотного летательного аппарата, создавая жесткую конструкцию, которая обеспечивает его надежную посадку в процессе и при завершении выполнения миссии.
На фигуре 3 представлена левая (боковая) часть крепления, которая состоит из двух пластин (1 и 2), выполненных из карбона. К большой пластине (1) крепятся детали из пластика (3, 4, 5) и малая пластина (2). Верхний элемент (деталь) (3), изготовленный из пластика, соединяет центральную пластину и левую часть крепления. Деталь (4) является стойкой для термоконтейнера.
Стойка для термоконтейнера выполняется под конкретный тип термоконтейнера (на момент подачи заявки наиболее распространен термоконтейнер с размерами 308×209×300 мм) для его самофиксации в креплении.
На фигуре 4 показана деталь (5) - часть зажимного механизма (5), который надежно фиксирует термоконтейнер в креплении. Малая пластина (2) обеспечивает дополнительную страховку для контейнера: в ней вырезаны отверстия для крепления к большой пластине (1) и отверстия для установки пломбы, которая является страховочной системой при фиксации контейнера в креплении и может быть выполнена из zip-ленты, пластиковой стяжки или эластичной резинки. Правая часть крепления зеркально симметрична левой части.
Зажимной механизм (5) выполнен таким образом, чтобы контейнер вставал в пазы без дополнительного усилия. Крепление сделано из пластика и металлической пружины.
Для того, чтобы отсоединить контейнер от крепления необходимо потянуть зажимной механизм на себя. Кроме того, крепление позволяет произвести свободный ход ручки используемого контейнера.
На фигуре 5 показана общая модель крепления с шасси беспилотного летательного аппарата.
Описанное техническое решение крепления апробировано на беспилотном летательном аппарате - квадрокоптере собственного производства со следующими техническими характеристиками: размер 1640×1640×x638 мм; допустимая масса полезной нагрузки 15 кг; время полета до 30 минут; максимальная высота полета 1500 м; дальность полета 20-25 км; максимальная горизонтальная скорость 15 м/с.
При изготовлении опытного образца размер центральной пластины крепления составил 300×154 мм. Пластина выполнялась на фрезеровочном станке из листа карбона толщиной 5 мм. Для установки датчиков (давления, температуры, влажности и других устройств) в пластине сделаны 40 отверстий с радиусом 2 мм и 24 с радиусом 3 мм. В центре пластины установлена резиновая подкладка для надежного закрепления аккумулятора, питающего датчики.
Проведенное пилотное исследование продемонстрировало стабильность и пригодность использования в клинической практике лейкоредуцированной эритроцитарной взвеси после транспортировки описанным беспилотным летательным аппаратом на расстояние до 6 км.