Стартовый контейнер
LAUNCHING CONTAINER

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области систем управления и автоматизации и предназначено для базирования, автоматического взлета и посадки беспилотных летательных аппаратов (БЛА) мультироторного, вертолетного и самолетного типа, контроля заряда и автоматической дозарядки аккумуляторных батарей беспилотных летательных аппаратов (БЛА) и передачи видеопотока и телеметрии между БЛА и автоматизированным рабочим местом (АРМ) оператора.
Уровень техники
Наиболее близким к заявленному устройству является судовое устройство для обеспечения взлета и посадки беспилотных летательных аппаратов вертолетного типа (патент на полезную модель RU №153011, кл. МПК B63D 35/50, B 64F 1/08, приоритет от 13.11.2013, опубл. 27.06.2015), включающее расположенные на судне ангар и взлетно-посадочную площадку, причем ангар оборудован закрытием, откидывающимся с помощью привода наружу до горизонтального положения, совпадающего с уровнем палубы ангара, и оснащен платформой-тележкой с приводом, предназначенной для перемещения БЛА из ангара на откинутое закрытие и обратно, причем на палубе ангара и на внутренней поверхности закрытия размещены рельсовые направляющие, по которым перемещается платформа-тележка. Кроме того закрытие оборудовано гидравлическим приводом. При этом привод платформы-тележки состоит из лебедки, системы тросов и блоков.
Недостатками известного устройства являются:
- Узкая область использования: только судостроение.
- Данное судовое устройство предназначено для взлета и посадки БЛА только вертолетного типа.
- Закрытие, которым оборудован ангар, оборудовано гидроприводом, имеющим ряд недостатков: необходимость дополнительного оборудования в самом гидроприводе; большой вес конструкции; необходимость высококвалифицированного рабочего персонала для установки; низкая технологичность при обслуживании; малое время работы без ремонта и необходимость использования специального оборудования при ремонте.
- Закрытие, которым оборудован ангар, с помощью гидропривода откидывается наружу до горизонтального положения, совпадающего с уровнем палубы, что затрудняет использование судового устройства во время плохих погодных условиях (дождь, снег, град).
- На палубе и на внутренней поверхности закрытия размещены рельсовые направляющие, по которым перемещается платформа-тележка. В раскрытом состоянии рельса, по которой движется тележка, имеет два разрыва, что значительно снижает надежность конструкции и увеличивает требования к точности её сборки и установки.
- Перемещение платформы-тележки по рельсовым направляющим выполняется с помощью привода, состоящего из лебедки, системы тросов, блоков. Недостатком такой системы является сложность конструкции, опасность скручивания лебедки, срыва с блока, разрыва; травмоопасность, потребность в дополнительных устройствах.
Раскрытие изобретения
Задачей предлагаемого изобретения является создание автономного устройства для базирования, автоматического взлета и посадки беспилотных летательных аппаратов (БЛА) по команде СПО или оператора, контроля заряда и автоматической дозарядки аккумуляторных батарей БЛА, позволяющего надежно работать в различных климатических условиях.
Технический результат – повышение компактности, упрощение конструкции контейнера, повышение удобства его сборки и отсутствие требований к обслуживанию, а также увеличение безопасности, надежности и скорости выпуска БЛА.
Указанный технический результат достигается тем, что стартовый контейнер включает корпус, с откидывающимся наружу люком, и стартовую платформу, расположенную внутри корпуса, причем согласно изобретению, корпус контейнер выполнен со скатной крышей, открывающийся люк синхронизирован со стартовой платформой, которая расположена в основном отсеке корпуса контейнера и выполнена в виде двух платформ: верхней и нижней, причем верхняя платформа выдвигается над нижней и одновременно с ней и имеет форму решетки, в монтажном отсеке корпуса контейнера расположен блок питания и управления.
По углам корпуса контейнера могут быть выполнены опоры.
На скатной крыше корпуса контейнера может быть дополнительно установлена следящая антенна для приема информации с БЛА, а также система обогрева для сброса снега и против обледенения.
Стартовая платформа контейнера может быть дополнительно оснащена устройством точной посадки.
Стартовый контейнер может быть дополнительно оснащен системой климат-контроля.
Отличия от прототипа:
- Компактность стартового контейнера вследствие разделения стартовой платформы на две выдвижные части;
- Открывающийся люк механически связан с корпусом и стартовой платформой, что упрощает конструкцию, её сборку и устраняет необходимость дополнительного обслуживания, а также увеличивает ее надежность и скорость выпуска БЛА, повышает безопасность;
- Вместо рельсовых направляющих используются более удобные, надежные, легкие направляющие линейного выдвижения;
- Открывающийся люк открывается под действием инерционных сил без дополнительных приводов и т.п., что повышает надежность системы;
- В заявляемом стартовом контейнере отсутствуют лебедка, система тросов и блоков, следовательно, увеличивается безопасность и надежность и упрощается сама конструкция, т.к. используется жесткая механическая связь.
- Заявляемый стартовый контейнер является автономным комплексом, не нуждающимся в дополнительной инфраструктуре.
Краткое описание чертежей
На фиг. представлен общий вид стартового контейнера.
На фигуре приняты следующие обозначения: 1 – стартовая платформа, 2 – позиционирующее устройство, 3 – открывающийся люк для выпуска БЛА, 4 – монтажный отсек с блоком питания и управления, 5 – следящая антенна для приема информации с БЛА, 6 – корпус стартового контейнера, 7 – опоры, 8 – устройство точной посадки, 9 – система климат-контроля.
Осуществление изобретения.
Стартовый контейнер представляет собой закрытый корпус 6 со скатной крышей. Одна из граней корпуса 6 контейнера является открывающимся люком 3, синхронизированным с выходом расположенной внутри стартовой платформы 1, на которой устанавливается БЛА (дрон, квадрокоптер и т.п.). Стартовая платформа 1 расположена в основном отсеке корпуса контейнера и выполнена в виде двух платформ: верхней и нижней, причем верхняя платформа выдвигается над нижней, одновременно с ней и с открытием люка, и имеет форму решетки, обеспечивающей безопасную посадку БЛА без эффекта «воздушной подушки». Задняя грань корпуса 6 является дверью монтажного отсека 4, где располагается блок питания и управления.
Блок питания и управления включает в себя (на фиг.1 не показано): блок зарядного устройства с клеммами для подключения БЛА, блок резервного питания, управляющий контроллер, коммутатор для связи с оператором посредством Ethernet и с БЛА по радиосвязи через блок радиомодема и коллинеарную антенну, блоки управления механизма открытия/закрытия стартового контейнера и выдвижения платформ, блок управления позиционирующим устройством, блок управления устройством точной посадки, система 9 климат-контроля, а также обменивается данными с датчиками открытия/закрытия открывающегося люка 3 и задней (сервисной) двери, положения платформы 1; датчиками температуры внутри корпуса, погодными датчиками, антенной 5, системой 9 климат-контроля, контролирует заряд батарей БЛА и обеспечивает их дозарядку посредством зарядного устройства.
По углам корпуса 6 стартового контейнера выполнены опоры 7. Опоры 7 стартового контейнера могут иметь различную конструкцию: стационарную для ручной переноски (или погрузчиком) или с устройством для передвижения с электро-бензоприводом или без него.
Конструкция стартового контейнера также содержит профилированный упор (на фиг. не показано), предназначенный для проворачивания несущих винтов БЛА и их защиты от соприкосновения с каркасными деталями.
На скатной крыше корпуса 6 контейнера дополнительно может быть установлена входящая в состав комплекса следящая антенна 5 для приема информации с БЛА и система обогрева для сброса снега и предотвращения обледенения для условий высокого уровня осадков.
Стартовая платформа 1 контейнера может быть дополнительно оснащена устройством 8 точной посадки в автоматическом режиме.
Стартовый контейнер может быть дополнительно оснащен системой климат-контроля 9.
На объекте стартовый контейнер подключается к сетям 220В и Ethernet.
Стартовый контейнер работает следующим образом.
Стартовый контейнер на объекте постоянно находится в режиме ожидания. По срабатыванию периметрового датчика через специальное программное обеспечение или по команде оператора незамедлительно начинается выдвижение стартовой платформы 1. Выдвижение происходит двумя платформами (верхней и нижней) на расстояние в две длины основного отсека стартового контейнера – для безопасных взлета и посадки БЛА. Для точной посадки БЛА на стартовой платформе 1 посадочная решетка может быть оснащена устройством 8 точной посадки. В отсутствие устройства 8 точной посадки БЛА садится в точку рядом со стартовым контейнером. В момент выдвижения платформы 1 загружается полетное задание в БЛА. В момент остановки стартовой платформы 1 происходит автоматический взлет БЛА и уход в полетную точку по заданию. После взлета БЛА происходит автоматическое задвижение платформы 1 и закрытие стартового контейнера люком 3. В момент возвращения БЛА в стартовую точку стартовый контейнер по данным телеметрии распознает «свой» БЛА и автоматически открывается для его посадки. Точная посадка и корректировка осуществляется одновременно несколькими методами. После посадки БЛА на посадочную решетку установленное на верхней площадке позиционирующее устройство 2 точно позиционирует БЛА и в момент полного задвижения платформы 1 БЛА становится на зарядку путем соединения контактных пластин, установленных на БЛА и в стартовом контейнере. Данные о климате внутри стартового контейнера и состоянии заряда батареи БЛА постоянно транслируются на АРМ оператора. Управление климатом внутри стартового контейнера может производиться автономной системой 9 климат-контроля.
Преимущества заявленного стартового контейнера:
- Полностью теплоизолированный корпус, способный длительное время сохранять внутри необходимый климат.
- В отличие от конструкций, которые имеют люк сверху, в которые при его открытии могут попасть осадки, в заявленной конструкции открытие передней грани происходит вниз из вертикального положения в практически горизонтальное, что защищает стартовый контейнер от воздействия пыли, дождя и снега. Также при максимальном открытии существует небольшой угол наклона передней грани относительно горизонтали, вследствие чего на передней грани не скапливаются осадки.
- Система полностью автономна и может использоваться как в составе комплексной системы безопасности объекта (КСБО), так и самостоятельно, или быть интегрированной в любую иную систему. В случае повреждения кабелей 220В и Ethernet стартовый контейнер может за счет встроенных аккумуляторов и установленных антенн (опционально) поддерживать рабочее состояние в течении всего времени, необходимого для взлета, выполнения задания и посадки БЛА, а также выдавать корректировки для точной посадки БЛА.
Стартовый контейнер может поставляться в нескольких конструктивных вариантах. В том числе, с приводом всех подвижных частей, по меньшей мере, от одного двигателя, что значительно повышает надежность изделия.
Стартовый контейнер является надежным автономным устройством, позволяющим базировать БЛА в любой местности, на любом удалении от оператора, что увеличивает зону контроля, обеспечивает быстрое реагирование на сигнал датчиков (системы) при нарушении периметра (границы), наблюдение за контролируемой территорией в режиме реального времени, с последующей дозарядкой аккумуляторных батарей БЛА, поддержания БЛА в исправном состоянии за счёт постоянного получения оператором актуальной телеметрии с БЛА и поддержании оптимального климата внутри контейнера.
Таким образом, заявленный стартовый контейнер обеспечивает повышение компактности, упрощение его конструкции, повышение удобства его сборки и обслуживания, а также увеличение безопасности, надежности и скорости выпуска БЛА.
Сопоставительный анализ заявляемого изобретения показал, что совокупность существенных признаков заявленного стартового контейнера, не известна из уровня техники и значит, соответствует условию патентоспособности «Новизна».
В уровне техники не было выявлено признаков, совпадающих с отличительными признаками заявленного изобретения и влияющих на достижение заявленного технического результата, поэтому заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности «Изобретательский уровень».
Приведенные сведения подтверждают возможность применения заявленного стартового контейнера для базирования и зарядки аккумуляторных батарей беспилотных летательных аппаратов (БЛА), и поэтому соответствует условию патентоспособности «Промышленная применимость».