BG3269U1 - Unmanned aerial vehicle delivery system - Google Patents

Abstract

This utility model relates to an air delivery system by an unmanned aerial vehicle (drone), which will find application for remote deliveries by an unmanned aerial vehicle. The established unmanned aerial vehicle delivery system comprises a remote control module (1), which is connected via the Internet on the one hand to an unmanned aerial vehicle (4) and on the other hand to a charging station (13). The remote control module (1) comprises a specialized software carrier (2) and a communication module (3) for connection to a second communication module (9) and a third communication module (16). The second communication module (9) is integrated to the unmanned aerial vehicle (4), which also includes a control chip (5) with a built-in module with installed software (8), as well as sensors (6), camera (7), container for shipments (10) and a battery stand (11). The third communication module (16) is integrated to the charging station (13), which also includes another control chip (14) with another built-in module with installed software (15), as well as slots with charged batteries (17) and a slot for a low battery (18). The sensors (6) are a GPS, and / or gyroscope, and / or an accelerometer, and / or a magnetometer, and / or a distance sensor and / or an infrared sensor

Description

Област на техникатаField of technology

Настоящият полезен модел се отнася до система за въздушни доставки с безпилотен летателен апарат (дрон), която ще намери приложение за извършване на отдалечени доставки на пратки с безпилотен летателен апарат.This utility model refers to an air delivery system with an unmanned aerial vehicle (drone), which will find application for remote deliveries of shipments with an unmanned aerial vehicle.

Предшестващо състояние на техникатаBACKGROUND OF THE INVENTION

Дроновете представляват малки безпилотни самолети или хеликоптери, управлявани дистанционно от разстояние. Те се използват в много области и потреблението им нараства непрекъснато.Drones are small drones or helicopters remotely controlled. They are used in many areas and their consumption is constantly growing.

Дроновете са изработени от леки композитни материали с цел увеличаване на тяхната маневреност и намаляване на теглото им. Дроновете могат да се оборудват с много допълнителна техника включваща камери, GPS системи, навигационни системи, сензори и други.The drones are made of light composite materials in order to increase their maneuverability and reduce their weight. Drones can be equipped with many additional equipment including cameras, GPS systems, navigation systems, sensors and more.

Едно от предизвикателствата в конструирането на дронове е да се постигне оптимално съотношение в обема на устройството и неговото тегло. Ключов елемент в това съотношение е батерията на дрона, при която пропорционално с големината й се увеличава и заряда който носи, но също така и нейното тегло, което автоматично увеличава и теглото на летателния апарат. С увеличаване теглото на апарата, се увеличава и необходимият заряд за пълноценен полет. В оптимално съотношение може да се постигне време за полет от 30 до 45 min, след което се налага батерията да бъде презаредена или да бъде сменена. Капацитетът на батерията и краткото време за полет оказват влияние за пълноценното приложение на дроновете в редица сфери. Освен това, дистанцията или отдалечеността на полета е ограничена от обхвата на радио предавателите и радио приемниците, които стандартно се използват в потребителските дронове. Обхватът на радиопредавателите е до около 5 000 ш.One of the challenges in the construction of drones is to achieve an optimal ratio in the volume of the device and its weight. A key element in this ratio is the drone's battery, which in proportion to its size increases the charge it carries, but also its weight, which automatically increases the weight of the aircraft. As the weight of the aircraft increases, the charge required for a full flight increases. In an optimal ratio, a flight time of 30 to 45 minutes can be achieved, after which the battery needs to be recharged or replaced. Battery capacity and short flight time have an impact on the full application of drones in a number of areas. In addition, the distance or distance of the flight is limited by the range of radio transmitters and radio receivers that are standardly used in consumer drones. The range of radio transmitters is up to about 5,000 sh.

Техническа същност на полезния моделTechnical essence of the utility model

Задача на полезния модел е да се създаде система за въздушни доставки с безпилотен летателен апарат, която да осигурява бързо и екологично доставяне на пратки на отдалечени дестилации, използвайки съществуващите мрежи на мобилните оператори.The task of the utility model is to create an air delivery system with an unmanned aerial vehicle, which will ensure fast and environmentally friendly delivery of consignments to remote distillations, using the existing networks of mobile operators.

Задачата е решена като е създадена система за въздушни доставки с безпилотен летателен апарат, която включва модул за дистанционно управление, който през интернет от една страна е свързан с безпилотен летателен апарат - дрон, а от друга страна със станция за зареждане. Модулът за дистанционно управление включва носител на специализиран софтуер и модул за комуникация за връзка с втори модул за комуникация и с трети модул за комуникация. Вторият модул за комуникация е интегриран към безпилотния летателен апарат, който включва и чип за управление с вграден модул с инсталиран софтуер, както и сензори, камера, контейнер за пратки и стойка за батерия. Третият модул за комуникация е интегриран към станцията за зареждане, която включва и друг чип за управление с друг вграден модул с инсталиран софтуер, както и слотове със заредени батерии и слот за изтощена батерия.The problem was solved by creating an air supply system with an unmanned aerial vehicle, which includes a remote control module, which is connected via the Internet on the one hand to an unmanned aerial vehicle - a drone, and on the other hand to a charging station. The remote control module includes a carrier of specialized software and a communication module for communication with a second communication module and a third communication module. The second communication module is integrated into the unmanned aerial vehicle, which also includes a control chip with a built-in module with software installed, as well as sensors, a camera, a shipping container and a battery stand. The third communication module is integrated with the charging station, which also includes another control chip with another built-in module with software installed, as well as slots with charged batteries and a slot for a discharged battery.

Възможни са вариантни изпълнения на системата, при които модулът за комуникация е LAN, или 3G, или 4G/LTE, или 5G модем, вторият модул за комуникация е 3G или 4G/LTE, или 5G модем, а сензорите са GPS, и/или жироскоп, и/или акселерометър, и/или магнитометър, и/или сензор за дистанция и/или инфрачервен сензор.Embodiments of the system are possible in which the communication module is a LAN, or 3G, or 4G / LTE, or 5G modem, the second communication module is a 3G or 4G / LTE, or 5G modem, and the sensors are GPS, and / or gyroscope, and / or accelerometer, and / or magnetometer, and / or distance sensor and / or infrared sensor.

Предимство на създадената система за въздушни доставки с безпилотен летателен апарат е осигуреното безпрепятствено придвижване на дрона до далечни дестинации, като по този начин се осъществява безопасен, екологично чист и бърз транспорт на стоки по въздух. Чрез използване мрежите на мобилните оператори за дистанционен обмен на данни между модулът за дистанционно управление и летателния апарат, се премахва необходимостта от изграждане на собствена комуникационна мрежа чрез сателити или мобилни клетки. Създадената система е приложима и в сферата на медицината за транспорт на дълги разстояния на органи за животоспасяващи трансплантации и други.An advantage of the established air supply system with an unmanned aerial vehicle is the ensured unimpeded movement of the drone to distant destinations, thus providing safe, environmentally friendly and fast transport of goods by air. By using the networks of mobile operators for remote data exchange between the remote control module and the aircraft, the need to build their own communication network via satellites or mobile cells is eliminated. The established system is also applicable in the field of medicine for long-distance transport of organs for life-saving transplants and others.

Пояснение на приложената фигураExplanation of the attached figure

Настоящият полезен модел е илюстриран на приложената фигура 1, която представлява принципна схема на система за въздушни доставки с безпилотен летателен апарат.The present utility model is illustrated in the attached figure 1, which is a schematic diagram of an air delivery system with an unmanned aerial vehicle.

5047 Описания към свидетелства за регистрация на полезни модели № 10.2/31.10.20195047 Descriptions to utility registration certificates № 10.2 / 31.10.2019

Примери за изпълнение на полезния моделExamples of implementation of the utility model

Създадената система за въздушни доставки с безпилотен летателен апарат, показана на фигура 1, включва модул за дистанционно управление 1, който през интернет от една страна е свързан е безпилотен летателен апарат (дрон) 4, а от друга страна със станция за зареждане 13. Модулът за дистанционно управление 1 може да бъде смартфон, таблет или компютър и включва носител на специализиран софтуер 2 и модул за комуникация 3 за връзка е втори модул за комуникация 9 и е трети модул за комуникация 16. Модулът за комуникация 3 е LAN, или 3G, или 4G/LTE, или 5G модем, а вторият модул за комуникация 9 е 3G или 4G/LTE, или 5G модем.The created air supply system with an unmanned aerial vehicle, shown in Figure 1, includes a remote control module 1, which is connected via the Internet on the one hand is an unmanned aerial vehicle (drone) 4 and on the other hand a charging station 13. The module for remote control 1 can be a smartphone, tablet or computer and includes a carrier of specialized software 2 and a communication module 3 for communication is a second communication module 9 and is a third communication module 16. The communication module 3 is LAN, or 3G, or 4G / LTE, or 5G modem, and the second communication module 9 is a 3G or 4G / LTE, or 5G modem.

Вторият модул за комуникация 9 е интегриран към безпилотния летателен апарат 4, който включва и чип за управление 5 е вграден модул е инсталиран софтуер 8, както и сензори 6, камера 7, контейнер за пратки 10 и стойка 11 за батерия 12.The second communication module 9 is integrated to the unmanned aerial vehicle 4, which includes a control chip 5, a built-in module, software 8 is installed, as well as sensors 6, a camera 7, a consignment container 10 and a battery stand 11.

Третият модул за комуникация 16 е интегриран към станцията за зареждане 13, която включва и друг чип за управление 14 е друг вграден модул е инсталиран софтуер 15, както и слотове със заредени батерии 17 и слот за изтощена батерия 18.The third communication module 16 is integrated with the charging station 13, which includes another control chip 14, another built-in module is installed software 15, as well as slots with charged batteries 17 and a slot for a discharged battery 18.

Възможни са вариантни изпълнения на системата, при които сензорите 6 са GPS, и/или жироскоп, и/или акселерометър, и/или магнитометър, и/или сензор за дистанция и/или инфрачервен сензор.Embodiments of the system are possible in which the sensors 6 are a GPS, and / or a gyroscope, and / or an accelerometer, and / or a magnetometer, and / or a distance sensor and / or an infrared sensor.

Системата за въздушни доставки е безпилотен летателен апарат (дрон) се използва по следния начин.The air supply system is an unmanned aerial vehicle (drone) used as follows.

Системата се състои от η на брой дистанционни управления 1, всяко от което има достъп и може да управлява ш на брой дронове 4. Дроновете 4 имат предварително определени траектории, по които могат да се движат. На възловите точки на тези траектории са разположени станциите за зареждане 13. Всеки дрон 4 разполага е 3G или 4G/LTE, или 5G модем и собствен реален и статичен IP адрес, чрез който модулът за дистанционно управление 1 се свързва е него, подава му необходимите команди и съответно получава обратна информация, чрез което се улеснява управлението на дрона 4.The system consists of η number of remote controls 1, each of which has access and can control w number of drones 4. The drones 4 have predetermined trajectories along which they can move. The charging stations 13 are located at the nodal points of these trajectories. Each drone 4 has a 3G or 4G / LTE or 5G modem and its own real and static IP address, through which the remote control module 1 connects to it, submits the necessary commands and accordingly receives feedback, which facilitates the control of the drone 4.

Дроновете 4 са снабдени и е контейнери за пратки 10, в които се поставят пратките за транспортиране. След поставяне на пратка в съответния контейнер за пратки 10 на дрона 4, той може да бъде управляван ръчно от модула за дистанционно управление 1 или да бъдат зададени координати чрез чипа за управление 5 е вградения модул е инсталиран софтуер 8, например като софтуерно изграден автопилот, който да придвижи дрона 4 до крайната точка от дестинацията му.The drones 4 are equipped and are containers for shipments 10, in which the shipments are placed for transportation. After placing a consignment in the respective consignment container 10 on the drone 4, it can be manually controlled by the remote control module 1 or coordinates can be set by the control chip 5, the embedded module is installed software 8, for example as a software autopilot, to move drone 4 to the end point of its destination.

При полет на по-голяма дистанция се налага смяна на батерията 12 на дрона 4 на някоя от позиционираните по траекторията му зарядни станции 13. Специализираните стойки 11 за батериите 12, позволяват лесната им автоматична подмяна.When flying a longer distance, it is necessary to replace the battery 12 of the drone 4 of one of the charging stations 13 positioned along its trajectory. The specialized stands 11 for the batteries 12 allow their easy automatic replacement.

Всяка зарядна станция 13 разполага е чип за управление 14 е вграден модул е инсталиран софтуер 15, който управлява зареждането имеханизмите за подмяна на батерията 12. Станциите 13 саснабдени и е инфрачервени излъчватели, чрез които се насочват дроновете 4 при заход за правилно скачване. Слотът за изтощена батерия 18 е снабден е конектори, чрез които се осъществява същинското зареждане на батерията. Слотовете със заредени батерии на станцията 13, както и свободният слот за изтощената батерия 18, са разположени на подвижен механизъм, изграден от шпилки, задвижвани от електрически мотори. При задействане на електрическите мотори, шпилките се завъртат в синхрон и придвижват слотовете хоризонтално.Each charging station 13 has a control chip 14, a built-in module, software 15 is installed, which controls the charging and the mechanisms for replacing the battery 12. The stations 13 are equipped with infrared emitters, through which the drones 4 are directed at approach for proper docking. The exhausted battery slot 18 is provided with connectors through which the actual charging of the battery takes place. The slots with charged batteries at the station 13, as well as the free slot for the exhausted battery 18, are located on a movable mechanism made of studs driven by electric motors. When starting the electric motors, the studs rotate in sync and move the slots horizontally.

След успешно скачване на дрона 4, батерията 12 попада върху слота за изтощена батерия 18. След това, чипът за управление 14 чрез модула е инсталиран софтуер 15 подава команда за включване на електрическите мотори на станцията 13, които завъртат шпилките, като респективно е това се задвижват и всички слотове 17 и 18 е батерии. С това хоризонтално движение на слотовете, се избутва слота е изтощената батерия 18 от дрона 4, а на нейно място застава слот е вече заредена батерия 17.After successfully connecting the drone 4, the battery 12 falls on the slot for a depleted battery 18. Then, the control chip 14 through the module is installed software 15 gives a command to turn on the electric motors of the station 13, which rotate the studs, respectively. drive and all slots 17 and 18 are batteries. With this horizontal movement of the slots, the slot is pushed out the exhausted battery 18 of the drone 4, and in its place stands the slot is already charged battery 17.

След като батерията бъде сменена, дронът 4 е готов да продължи полета си, а станцията 13 да стартира зареждане на току що оставената батерия 12, за да бъде готова за следващия дрон.After the battery is replaced, the drone 4 is ready to continue its flight, and the station 13 to start charging the newly left battery 12 to be ready for the next drone.

В зависимост от крайната дестилация, на един дрон може да му се наложи да се скачи е няколко на брой зарядни станции 13 за смяна на батерията му 12. При достигане на крайната дестинация дронът изчаква нова пратка и нов курс зададен от модула за дистанционно управление 1.Depending on the final distillation, a drone may need to dock several charging stations 13 to replace its battery 12. Upon reaching the final destination, the drone waits for a new shipment and a new course set by the remote control module 1 .

5048 Описания към свидетелства за регистрация на полезни модели № 10.2/31.10.20195048 Descriptions to utility registration certificates № 10.2 / 31.10.2019

Claims (3)

ПретенцииClaims 1. Система за въздушни доставки с безпилотен летателен апарат, характеризираща се с това, че включва модул за дистанционно управление (1), който през интернет от една страна е свързан с безпилотен летателен апарат (4), а от друга страна със станция за зареждане (13), като модулът за дистанционно управление (1) включва носител на специализиран софтуер (2) и модул за комуникация (3) за връзка с втори модул за комуникация (9) и с трети модул за комуникация (16), при което вторият модул за комуникация (9) е интегриран към безпилотния летателен апарат (4), който включва и чип за управление (5) с вграден модул с инсталиран софтуер (8), както и сензори (6), камера (7), контейнер за пратки (10) и стойка (11) за батерия (12), а третият модул за комуникация (16) е интегриран към станцията за зареждане (13), която включва и друг чип за управление (14) с друг вграден модул с инсталиран софтуер (15), както и слотове със заредени батерии (17) и слот за изтощена батерия (18).Air delivery system with unmanned aerial vehicle, characterized in that it includes a remote control module (1), which is connected via the Internet on the one hand to an unmanned aerial vehicle (4) and on the other hand to a charging station (13), the remote control module (1) comprising a specialized software carrier (2) and a communication module (3) for connection to a second communication module (9) and a third communication module (16), wherein the second communication module (9) is integrated to the unmanned aerial vehicle (4), which also includes a control chip (5) with a built-in module with installed software (8), as well as sensors (6), camera (7), shipment container (10) and a battery stand (11), and the third communication module (16) is integrated with the charging station (13), which also includes another control chip (14) with another built-in module with software installed ( 15), as well as slots with charged batteries (17) and a low battery slot (18). 2. Система за въздушни доставки с безпилотен летателен апарат съгласно претенция 1, характеризираща се с това, че модулът за комуникация (3) е LAN, или 3G, или 4G/LTE, или 5G модем, а вторият модул за комуникация (9) е 3G или 4G/LTE, или 5G модем.Air supply system with an unmanned aerial vehicle according to claim 1, characterized in that the communication module (3) is a LAN, or a 3G, or a 4G / LTE, or a 5G modem, and the second communication module (9) is 3G or 4G / LTE, or 5G modem. 3. Система за въздушни доставки с безпилотен летателен апарат съгласно претенция 1, характеризираща се с това, че сензорите (6) са GPS, и/или жироскоп, и/или акселерометър, и/или магнитометър, и/или сензор за дистанция, и/или инфрачервен сензор.Unmanned aerial vehicle air supply system according to claim 1, characterized in that the sensors (6) are GPS, and / or gyroscope, and / or accelerometer, and / or magnetometer, and / or distance sensor, and / or infrared sensor.