CH711670A2 - Multicopter aircraft with multiple drive rotors. - Google Patents
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Abstract
Multikopter-Fluggerät mit mindestens zwei Antriebsrotoren, wobei die resultierende Grösse der Rotorflächen des/der Antriebsrotoren (1) an einer Lastseite (3) des Multikopter-Fluggerätes erheblich grösser ausgebildet ist als die resultierende Grösse der Rotorflächen der Antriebsrotoren (2) auf einer der Lastseite (3) gegenüberliegenden Steuerseite (4). Eine bevorzugte Verwendung ist der hinsichtlich des Schwerpunktes einseitige Transport grosser Lasten, beispielsweise an aufrechte Flächen heran.Multicopter aircraft with at least two drive rotors, whereby the resulting size of the rotor surfaces of the drive rotor (s) on a load side (3) of the multicopter aircraft is considerably larger than the resulting size of the rotor surfaces of the drive rotors (2) on one of the load sides (3) opposite control side (4). One preferred use is the unilateral transport of large loads, for example on upright surfaces, with regard to the center of gravity.
Description
Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft ein Multikopter-Fluggerät mit mehreren Antriebsrotoren.Description: The invention relates to a multicopter aircraft with multiple drive rotors.
Das Multikopter-Fluggerät weist mindestens zwei Antriebsrotoren auf, wobei die resultierende Grösse der Rotorflächen der Antriebsrotoren auf einer Lastseite des Multikopter-Fluggerätes erheblich grösser ausgebildet ist als auf einer gegenüberliegenden Steuerseite. Mit der in der Regel vielfach grösseren Rotorflächen der Antriebsrotoren auf der Lastseite wird erreicht, dass eine Last ausserhalb des geometrischen Zentrums des Multikopter-Fluggerätes angeordnet werden kann. Somit ist es mit dem Multikopter-Fluggerät möglich, diese Last näher an seitliche Begrenzungen, wie beispielsweise an Wände, heranzuführen. Die Rotorfläche auf der Steuerseite ermöglicht es, mit geringem Aufwand die Steuerseite zu steuern und insbesondere die horizontale Ausrichtung des Multikopter-Fluggerätes zu variieren.The multicopter aircraft has at least two drive rotors, with the resulting size of the rotor surfaces of the drive rotors on one load side of the multicopter aircraft device being considerably larger than on an opposite control side. With the usually much larger rotor surfaces of the drive rotors on the load side is achieved that a load outside the geometric center of the multicopter aircraft can be arranged. Thus, it is possible with the multicopter aircraft, this load closer to lateral boundaries, such as on walls, introduce. The rotor surface on the control side makes it possible to control the control side with little effort and in particular to vary the horizontal orientation of the multicopter aircraft.
[0002] Multikopter-Fluggeräte sind in unterschiedlichen Ausführungen bekannt.Multicopter aircraft are known in different designs.
Allgemein bekannt sind Multikopter, wie beispielsweise Quadrokopter. So ist aus der WO 2014 177 661 A1 ein automatisiertes und flexibel einsetzbares, selbstkletterndes Fahrwerk bekannt, das mit einem Multicopter gekoppelt ist. Bei dieser und vergleichbaren Lösungen besteht das Problem darin, dass die Last, wie beispielsweise ein Fahrwerk aussermittig angeordnet ist, was dazu führt, dass die auf der Lastseite angeordneten Antriebsrotoren eine grössere Leistung als die auf der gegenüberliegenden Seite angeordneten Antriebsrotoren aufbringen müssen, um die ungünstige Lastverteilung auszugleichen und den Multikopter in einer horizontalen sowie einer angemessenen stabilen Lage zu halten.Generally known are multicopters, such as quadrocopters. Thus, WO 2014 177 661 A1 discloses an automated and flexibly deployable self-climbing landing gear which is coupled to a multicopter. In this and similar solutions, the problem is that the load, such as a chassis is arranged eccentrically, which means that the arranged on the load side drive rotors must apply greater power than the arranged on the opposite side drive rotors to the unfavorable Balancing the load distribution and keeping the multicopter in a horizontal and a reasonable stable position.
[0003] Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Multikopter-Fluggerät bereitzustellen, das dazu geeignet ist, ausserhalb des geometrischen Zentrums angeordnete Lasten, insbesondere mitgeführte Zusatzeinrichtungen, zu transportieren, die dabei gut manövrierbar sind und eine sicher und stabile Fluglage besitzen. Insbesondere soll das Multikopter-Fluggerät in der Lage sein, mit der Last nahe an vertikale oder schräge Oberflächen heranzufliegen, ohne dass die Gefahr besteht, dass die Antriebsrotoren mit den vertikalen oder schrägen Oberflächen kollidieren.The object of the invention is to provide a multi-copter aircraft, which is adapted to transport outside the geometric center loads, in particular entrained additional equipment to transport, which are doing well maneuverable and have a safe and stable attitude. In particular, the multicopter aircraft should be capable of bearing the load close to vertical or sloping surfaces without the risk of the drive rotors colliding with the vertical or sloping surfaces.
[0004] Erfindungsgemäss wird die Aufgabe mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst.According to the invention the object is achieved with the features of the main claim.
Die erfinderische Konzeption besteht darin, dass die resultierende Grösse der Rotorfläche der Antriebsrotoren auf der Lastseite des Multikopter-Fluggerätes erheblich grösser ist als die resultierende Grösse der Antriebsrotoren auf der gegenüberliegenden Steuerseite. Die resultierende Grösse der Rotorflächen auf der Lastseite ergibt sich einerseits durch die Anzahl der Antriebsrotoren bzw. durch die Grösse der jeweiligen Antriebsrotoren. Durch diese Anordnung mit einer vielfach grösseren Rotorfläche der Antriebsrotoren auf der Lastseite wird erreicht, dass eine Last im Bereich Antriebswelle der Antriebsrotoren auf der Lastseite des Multikopter-Fluggerätes und somit entsprechend ausserhalb des geometrischen Zentrums des Multikopter-Fluggerätes anzuordnen ist, ohne das es dabei zu einem instabiles Flugverhalten kommt. Durch die insgesamt grössere Rotorfläche auf der Lastseite des Multikopter-Fluggerätes wird dort ein grösserer aerodynamischer Auftrieb realisiert. Auch bei Anbringung der Last in diesem Bereich kann das Multikopter-Fluggerät in der für das Multikopter-Fluggerät flugstabilen, meist horizontalen Lage gehalten werden. Die wesentlich kleinere Rotorfläche auf der gegenüberliegenden Steuerseite dient lediglich dazu, durch die Drehzahl und ggf. Drehrichtung mittels einer Hebelwirkung das Multikopter-Fluggerät in der horizontalen oder einer geneigten Lage im Bedarfsfälle im Gleichgewicht zu halten. Die Antriebsrotoren auf der Lastseite arbeiten bezogen auf eine Auslegungslast somit immer im optimalen Leistungsbereich. Gemäss einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die grosse Rotorfläche der Antriebsrotoren an der Lastseite des Multikopter-Fluggerätes durch mehrere linienförmig bzw. in einer, zwei oder mehr Reihen an einer Lasttraverse angeordnete Antriebsrotoren realisiert.The inventive concept is that the resulting size of the rotor surface of the drive rotors on the load side of the multicopter aircraft is significantly greater than the resulting size of the drive rotors on the opposite control side. The resulting size of the rotor surfaces on the load side results on the one hand by the number of drive rotors or by the size of the respective drive rotors. By this arrangement with a much larger rotor surface of the drive rotors on the load side is achieved that a load in the drive shaft of the drive rotors on the load side of the multicopter aircraft and thus corresponding outside the geometric center of the multicopter aircraft is to be arranged without it an unstable flying behavior comes. Due to the larger rotor area on the load side of the multicopter aircraft, a greater aerodynamic lift is realized there. Even when the load is placed in this area, the multicopter aircraft can be kept in the mostly horizontal position that is flight-stable for the multicopter aircraft. The much smaller rotor surface on the opposite control side only serves to keep the multicopter aircraft in the horizontal or an inclined position in case of need by the rotational speed and possibly the direction of rotation by means of a lever in equilibrium. The drive rotors on the load side thus always work in the optimum power range with respect to a design load. According to an advantageous embodiment of the invention, the large rotor surface of the drive rotors on the load side of the multicopter aircraft is realized by a plurality of linear or in one, two or more rows arranged on a load carrier drive rotors.
Im Wesentlichen winklig zur Lasttraverse mit den lastseitigen Antriebsrotoren ist mindestens eine Steuertraverse angeordnet, wobei an der Steuertraverse mindestens ein Antriebsrotor angeordnet ist. Der steuerseitige Antriebsrotor dient dazu, das Multikopter-Fluggerät durch die Drehzahl und ggf. Drehrichtung des steuerseitigen Antriebsrotors auszubalancieren. Insbesondere lässt sich die Neigung des Multikopter-Fluggerätes den Erfordernissen entsprechend anpassen, wobei bevorzugt eine waagerechte Ausrichtung des Multikopter-Fluggerätes durch den steuerseitigen Antriebsrotor realisiert wird.Essentially at an angle to the load cross-piece with the load-side drive rotors, at least one control crosspiece is arranged, wherein at least one drive rotor is arranged on the control crosspiece. The control-side drive rotor serves to balance the multicopter aircraft by the rotational speed and possibly the direction of rotation of the control-side drive rotor. In particular, the inclination of the multicopter aircraft can be adapted to the requirements, wherein preferably a horizontal alignment of the multicopter aircraft by the control-side drive rotor is realized.
[0005] Einer Weiterbildung entsprechend sind die Antriebsrotoren auf der Steuerseite mit einer schwenkbaren Antriebswelle ausgeführt, wobei die Antriebswelle in axialer Richtung der Steuertraverse um die Steuertraverse schwenkbar ist. Durch Antriebswelle das Schwenken der Antriebswelle lässt sich neben der Neigung des Multikopter-Fluggerätes die Ausrichtung des Multikopter-Fluggerätes, beispielsweise zu einer Wand oder einer Fassade korrigieren bzw. variieren. Entsprechend ist es möglich, die Lasttraverse insbesondere parallel zu einer Fassade auszurichten werden, um beispielsweise mit einem Reinigungsgerät die Fassade zu reinigen.According to a development, the drive rotors are designed on the control side with a pivotable drive shaft, wherein the drive shaft in the axial direction of the control arm is pivotable about the control crossbar. By swiveling the drive shaft, the alignment of the multicopter aircraft, for example to a wall or a facade, can be corrected or varied in addition to the inclination of the multicopter aircraft. Accordingly, it is possible to align the load traverse in particular parallel to a facade, for example, to clean the facade with a cleaning device.
[0006] Gemäss einer vorteilhaften Ausgestaltung des Multikopter-Fluggerätes ist an der Steuertraverse mindestens ein Steuerrotor mit oder ohne schwenkbarer Antriebswelle angeordnet, wobei der Steuerrotor ohne schwenkbarer Antriebswelle zumindest annähernd rechtwinklig zu den Antriebsrotoren ausgerichtet ist. Der Steuerrotor kann zusätzlich und vorteilhafter anstelle der schwenkbaren Antriebswelle des steuerseitigen Antriebsrotors durch seine Drehzahl und Drehrichtung die Ausrichtung des Multikopter-Fluggerätes zu einem Objekt, wie beispielsweise einer Fassade, variieren.According to an advantageous embodiment of the multicopter aircraft at least one control rotor with or without pivotable drive shaft is arranged on the control beam, wherein the control rotor without pivotable drive shaft is aligned at least approximately at right angles to the drive rotors. The control rotor can additionally and advantageously, instead of the pivotable drive shaft of the control drive rotor, vary in its rotational speed and direction of rotation of the orientation of the multicopter aircraft to an object, such as a facade.
[0007] Einer zweckmässigen Weiterbildung entsprechend ist an der Lastseite des Multikopter-Fluggerätes mindestens eine Aufnahmevorrichtung für Lasten, insbesondere für Zusatzeinrichtungen, wie bevorzugt für oberflächengebundene Fahrwerke und Arbeitsvorrichtungen angeordnet. Die Aufnahmevorrichtung dient zur Ankopplung von Lasten. Um oberflächengebundene Fahrwerke und Arbeitsvorrichtungen mit dem Multikopter-Fluggerätes zu koppeln sind entsprechendeAccording to an expedient development according to the load side of the multicopter aircraft at least one receiving device for loads, in particular for additional equipment, as preferably arranged for surface-mounted trolleys and working devices. The receiving device is used for coupling loads. To couple surface-mounted landing gear and working devices with the multicopter aircraft are appropriate
Verbindungselemente vorgesehen. Zur Aufnahme von zu transportierenden Lasten ist die Aufnahmevorrichtung beispielsweise als Kran ausgeführt.Provided connecting elements. For receiving loads to be transported, the receiving device is designed, for example, as a crane.
[0008] Gemäss einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Steuertraverse über die Lasttraverse hinaus zu einem Ausleger verlängert und die Aufnahmevorrichtung an diesem Ausleger angeordnet. Damit ist es möglich, die Lasten in einem noch geringeren Abstand zu einem Objekt, insbesondere zu einer Fassade, zu positionieren. Der Ausleger kann dazu ggf. auch teleskopisch ausgeführt sein.According to an advantageous embodiment of the invention, the control beam is extended beyond the load bar to a boom and arranged the receiving device on this boom. This makes it possible to position the loads at an even closer distance to an object, in particular to a facade. If necessary, the cantilever can also be telescopic.
[0009] Einer zweckmässigen Weiterbildung entsprechend ist die Aufnahmevorrichtung automatisch koppelbar und lösbar ausgeführt. Die automatisch koppelbare und wieder lösbare Aufnahmevorrichtung ermöglicht es beispielsweise oberflächengebundene Fahrwerke und Arbeitsvorrichtungen automatisch abzusetzen und andere anzukoppeln. Damit können mit einem Multikopter-Fluggerät beispielsweise mehrere oberflächengebundene Fahrwerke und Arbeitsvorrichtungen an ihre Einsatzorte gebracht oder Akkus an Ladestationen transportiert werden.According to an expedient development according to the recording device is automatically coupled and detachable. The automatically coupled and detachable recording device makes it possible, for example, automatically set down surface-mounted trolleys and work devices and couple others. This can be brought to their places of use or batteries are transported to charging stations with a multicopter aircraft, for example, several surface-mounted trolleys and working devices.
[0010] Gemäss einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen dem Multikopter-Fluggerät und der Zusatzeinrichtung eine flexible Medienkopplung vorgesehen. Die flexible Medienkopplung ist beispielsweise eine Elektroenergieleitung, eine Steuerleitung oder auch eine Leitung für Wasser bzw. Reinigungsmittel. Auf diese Weise besteht die Möglichkeit zum Beispiel ein oberflächengebundenes Fahrwerk mit Arbeitsvorrichtungen vom fliegenden Multikopter-Fluggerät aus mit Energie zu versorgen und/oder zu steuern.According to an advantageous embodiment of the invention, a flexible media coupling is provided between the multicopter aircraft and the auxiliary device. The flexible media coupling is, for example, an electrical power line, a control line or a line for water or cleaning agent. In this way it is possible, for example, to supply and / or control a surface-mounted chassis with working devices from the flying multicopter aircraft.
[0011] Einer Weiterbildung der Erfindung entsprechend sind zu den Antriebsrotoren um deren äusseren Umfang entsprechende Abstandshalter angeordnet. Die Abstandshalter sind bevorzugt an den Aussenseiten des Multikopter-Fluggerätes anordnet und verhindern bei Kontakt mit Hindernissen, wie beispielsweise Fassaden, eine Beschädigung der Antriebsrotoren. Die Abstandshalter können als jeweils um den Rotorumfang beabstandeter Ring ausgeführt sein. Eine andere Möglichkeit besteht darin, den Abstandshalter parallel zur Lasttraverse anzuordnen. Damit ist die Lastseite, die bestim-mungsgemäss nahe zu vertikalen Oberflächen im Einsatz ist, besonders wirksam geschützt werden. Zweckmässig ist die Anordnung der Abstandshalter insbesondere an den Eckseiten des Multikopter-Fluggerätes. Am Abstandshalter können zusätzlich Rollen angebracht sein, die einen direkten aber unkritischen Kontakt des Abstandshalters beispielsweise mit einer Fassade zu ermöglichen. Durch die Abstandshalter wird die Navigation des Multikopter-Fluggerätes erheblich vereinfacht. Ebenso ist es möglich, den Abstand zur Fassade auf ein Minimum zu reduzieren.A further development of the invention are arranged corresponding to the drive rotors about the outer circumference corresponding spacers. The spacers are preferably arranged on the outside of the multicopter aircraft and prevent in contact with obstacles, such as facades, damage to the drive rotors. The spacers may be designed as each ring spaced around the rotor circumference. Another possibility is to arrange the spacer parallel to the load cross member. Thus, the load side, which is determined to be close to vertical surfaces in use, are particularly effectively protected. The arrangement of the spacers is expedient, in particular on the corner sides of the multicopter aircraft. Rollers may additionally be attached to the spacer, which allow a direct but uncritical contact of the spacer, for example, with a facade. The spacers considerably simplify the navigation of the multicopter aircraft. It is also possible to reduce the distance to the facade to a minimum.
[0012] Vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnungen näher erläutert.Advantageous embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the drawings.
[0013] Es zeigen:[0013] FIG.
Fig. 1 ein Multikopter-Fluggerät mit einem T-förmigen Grundriss mit sechs Antriebsrotoren auf der Lastseite und einem Antriebsrotor sowie einem Steuerrotor auf der Steuerseite sowie angekoppelter Zusatzeinrichtung,1 shows a multicopter aircraft with a T-shaped floor plan with six drive rotors on the load side and a drive rotor and a control rotor on the control side and coupled additional device,
Fig. 2 ein Multikopter-Fluggerät mit einem T-förmigen Grundriss mit sechs Antriebsrotoren auf der Lastseite und einem Antriebsrotor sowie einem Steuerrotor auf der Steuerseite sowie gelöster Zusatzeinrichtung,2 shows a multicopter aircraft with a T-shaped plan with six drive rotors on the load side and a drive rotor and a control rotor on the control side and dissolved auxiliary device,
Fig. 3 ein Multikopter-Fluggerät mit einem T-förmigen Grundriss mit sechs Antriebsrotoren auf der Lastseite und einem Antriebsrotor sowie einem Steuerrotor auf der Steuerseite in einer lastseitigen Perspektivansicht,3 shows a multicopter aircraft with a T-shaped floor plan with six drive rotors on the load side and a drive rotor and a control rotor on the control side in a load-side perspective view,
Fig. 4 ein Multikopter-Fluggerät mit einem T-förmigen Grundriss mit sechs Antriebsrotoren auf der Lastseite und einem Antriebsrotor sowie einem Steuerrotor auf der Steuerseite in einer Ansicht von der Seite,4 shows a multicopter aircraft with a T-shaped layout with six drive rotors on the load side and a drive rotor and a control rotor on the control side in a view from the side,
Fig. 5 ein Multikopter-Fluggerät mit einem T-förmigen Grundriss mit sechs Antriebsrotoren auf der Lastseite und einem Antriebsrotor sowie einem Steuerrotor auf der Steuerseite in einer Ansicht von oben,5 shows a multicopter aircraft with a T-shaped plan with six drive rotors on the load side and a drive rotor and a control rotor on the control side in a view from above,
Fig. 6 ein Multikopter-Fluggerät mit einem viereckigem Grundriss in schematischer Darstellung von oben,6 shows a multicopter aircraft with a quadrangular plan view in a schematic representation from above,
Fig. 7 ein Multikopter-Fluggerät mit einem ü-förmigen Grundriss in schematischer Darstellung von oben undFig. 7 shows a multicopter aircraft with an U-shaped floor plan in a schematic representation from above and
Fig. 8 ein Multikopter-Fluggerät mit einem dreieckförmigen Grundriss in schematischer Darstellung von oben.8 shows a multicopter aircraft with a triangular plan view in a schematic representation from above.
[0014] Die Fig. 1 zeigt ein Multikopter-Fluggerät mit sechs Antriebsrotoren 1 auf der Lastseite 3 und einem Antriebsrotor 2 sowie einem Steuerrotor 8 auf der Steuerseite 4 sowie einer angekoppelten Zusatzeinrichtung 10, 11.Fig. 1 shows a multicopter aircraft with six drive rotors 1 on the load side 3 and a drive rotor 2 and a control rotor 8 on the control side 4 and a coupled additional device 10, eleventh
[0015] Die sechs Antriebsrotoren 1 auf der Lastseite 3 sind mit ihren Motorantrieben auf einer Lasttraverse 5 des Multikopter-Fluggerätes angeordnet. Bevorzugt rechtwinklig zur Lasttraverse 5 ist in einer Ebene dazu eine Steuertraverse 6 angeordnet. Mit der winkligen Anordnung der mindestens einen Steuertraverse lassen sich im Grundriss beispielsweise T-förmige sowie annähernd ü-förmige Multicopter realisieren, wobei beispielsweise der waagerechte Deckstrich beim T bzw. der untere Bogen des U die Lasttraverse und die vertikalen Schenkel des T und des U die Steuertraverse bilden.The six drive rotors 1 on the load side 3 are arranged with their motor drives on a load traverse 5 of the multicopter aircraft. Preferably at right angles to the load traverse 5 a control beam 6 is arranged in a plane thereto. With the angled arrangement of the at least one control truss, for example, T-shaped and approximately U-shaped multicopters can be realized in plan, wherein, for example, the horizontal top line at T or the lower arc of the U the load cross-piece and the vertical leg of the T and the U Form control beam.
[0016] Entsprechend der Darstellungen in den Fig. 1 bis 5 ist die Anordnung von Lasttraverse 5 und Steuertraverse 6 analog zum den Buchstaben T realisiert. An der Steuertraverse 6 ist in einem erheblichen Abstand ein Antriebsrotor 2 auf der Steuerseite 4 angeordnet. Der Abstand entspricht beispielsweise dem Vierfachen des Durchmessers des Antrie bsrotors 2. Dieser Antriebsrotor 2 sorgt für die waagerechte Ausrichtung beziehungsweise die Ausrichtung in einer bestimmten Schrägstellung der Steuertraverse 6 und damit der Rotorebene der Antriebsrotoren 1, 2. Damit erfolgt durch die Hebelwirkung der Steuertraverse 6 mit einem vergleichsweise kleinen Antriebsrotor eine entsprechende Ausrichtung des Multikopter-Fluggerätes. Zum dem beschrieben Antriebsrotor 2 lassen sich auch weitere Antriebsrotoren 2 an der Steuertraverse 6 anordnen. Ein nicht dargestelltes Ausführungsbeispiel sieht beispielsweise vor, dass an der Unterseite der Steuertraverse 6 lotrecht unter dem Antriebsrotor 2 einer weiterer Antriebsrotor 2 angeordnet ist, welcher die gleiche Drehrichtung oder eine gegenläufige Drehrichtung besitzt.According to the illustrations in FIGS. 1 to 5, the arrangement of the load cross member 5 and the control beam 6 is realized analogously to the letter T. At the control beam 6, a drive rotor 2 is arranged on the control side 4 at a considerable distance. The distance corresponds for example to four times the diameter of the Antrie bsrotors 2. This drive rotor 2 ensures the horizontal alignment or alignment in a particular inclination of the control beam 6 and thus the rotor plane of the drive rotors 1, 2. This is done by the leverage of the control beam 6 with a comparatively small drive rotor a corresponding orientation of the multicopter aircraft. For the described drive rotor 2 can also be arranged further drive rotors 2 on the control beam 6. An embodiment not shown provides, for example, that at the bottom of the control beam 6 is arranged vertically below the drive rotor 2 of a further drive rotor 2, which has the same direction of rotation or an opposite direction of rotation.
[0017] Weiterhin ist an der Steuertraverse 6 ein Steuerrotor 8 mit waagerechter Antriebswelle 7 angeordnet. Der Steuerrotor 8 ermöglicht es auf einfache Weise, das Multikopter-Fluggerät zu lenken und insbesondere die Lasttraverse parallel zu einer Fassade 14 auszurichten. Damit ist es möglich, die Last sehr nahe an einer Fassade zu positionieren bzw. zu bewegen. Auf eine drehzahlabhängige Lenkung allein durch die Antriebsrotoren 1,2 kann damit verzichtet werden, welche zudem auch die Lage an sich beeinflussen würde.Furthermore, a control rotor 8 is arranged with horizontal drive shaft 7 on the control beam 6. The control rotor 8 makes it possible in a simple manner to steer the multicopter aircraft and in particular to align the load traverse parallel to a facade 14. This makes it possible to position or move the load very close to a facade. On a speed-dependent steering alone by the drive rotors 1,2 can be dispensed with, which would also affect the situation itself.
[0018] Bei dem in Fig. 7 dargestellten annähernd U-förmigen Grundriss ist der Bogen die Lasttraverse 6, an welchem die vier dargestellten Antriebsrotoren 1 angeordnet sind. Die Antriebsrotoren 1 sind in diesem konkreten Ausführungsbeispiel auf zwei parallel Lasttraversen 5 angeordnet, wobei die Antriebsrotoren in zwei Reihen und zueinander versetzt auf den Lasttraversen 5 angeordnet sind. Die jeweils parallelen Schenkel des U sind die Steuertraversen 6. An diesen sind die Antriebsrotoren 1 und Steuerrotoren 8 angeordnet. Diese Dopplung der Kombination von Antriebsrotoren 2 und Steuerrotoren 8 verbessert die Flugeigenschaften dahingehend, dass es neben der Drehzahlunabhängigkeit auch zu einem besseren Flugverhalten kommt, indem sich plötzliche Lastunterschiede problemlos abfangen lassen.In the approximately U-shaped plan view shown in Fig. 7, the sheet is the load traverse 6, on which the four illustrated drive rotors 1 are arranged. The drive rotors 1 are arranged in this specific embodiment on two parallel load cross members 5, wherein the drive rotors are arranged in two rows and mutually offset on the load cross members 5. The respective parallel legs of the U are the control traverses 6. At these the drive rotors 1 and 8 control rotors are arranged. This doubling of the combination of drive rotors 2 and control rotors 8 improves the flight characteristics to the effect that in addition to the speed independence also comes to a better flight behavior, by allowing sudden load differences can be intercepted easily.
[0019] Ebenso lassen sich, wie in Fig. 6 schematisch dargestellt, viereckige Grundrisse umsetzen, wobei hierfür die Steuertraversen 6 an deren Enden miteinander zu dem Viereck verbunden sind. In diesem Fall sind die Antriebsrotoren 1 entlang einer der Längsaussenkannten als Lasttraverse 5 angeordnet. Die Antriebsrotoren 2 und Steuerrotoren 8 sind im Bereich der verbleibenden freien Ecken des Vierecks angeordnet.Likewise, as shown schematically in Fig. 6, implement square plans, for which purpose the control traverses 6 are connected at their ends together to form the quadrangle. In this case, the drive rotors 1 are arranged along one of the longitudinal projections as a load cross-member 5. The drive rotors 2 and control rotors 8 are arranged in the region of the remaining free corners of the quadrangle.
[0020] Die rechteckige Grundform zeichnet sich durch eine gute Manövrierbarkeit aus.The rectangular basic shape is characterized by good maneuverability.
[0021] In Fig. 8 ist eine Ausführung dargestellt, in der die Steuertraverse 6 zweiteilig ausgeführt ist, wobei die beiden Steuertraversen 6 beiderseits der Lasttraverse 5 angebunden und mit ihren gegenüberliegenden Seiten bzw. Enden verbunden sind. Im Verbindungspunkt sind der steuerseitige Antriebsrotor 2 und jeweils seitlich dazu an den Steuertraversen 6 die Steuerrotoren 8 angeordnet. Somit bilden die Lasttraverse 5 und die beiden Steuertraversen 6 ein Dreieck.In Fig. 8, an embodiment is shown, in which the control beam 6 is made in two parts, wherein the two control traverses 6 connected on both sides of the load traverse 5 and connected to their opposite sides or ends. At the connection point, the control-side drive rotor 2 are arranged on the control side, and the control rotors 8 are arranged laterally on the control traverses 6, respectively. Thus, the load traverse 5 and the two control traverses 6 form a triangle.
[0022] Um die Funktion des Antriebsrotors 2 und umgekehrt die Funktion des Steuerrotors 8 mit zu übernehmen bzw. zu verstärken, sind in einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel die Antriebswellen 7 des Antriebsrotors 2 und des Steuerrotors 8 auf der Steuerseite 4 im Winkel veränderbar also schwenkbar ausgeführt. Durch die sich daraus ergebende Möglichkeit, den oder die Antriebsrotoren 2 schräg zu stellen bzw. den oder die Steuerrotoren 8 parallel zu dem oder den Antriebsrotoren 2 zu stellen, kann neben der Auftriebswirkung eine gewisse Lenkwirkung und zugleich Steuerwirkung erzielt werden. Je nach Drehrichtung der Rotoren 2, 8 wird zudem eine Lagestabilisierung und Ortsstabilität erreicht.To take over the function of the drive rotor 2 and vice versa, the function of the control rotor 8 with or amplify, in an embodiment not shown, the drive shafts 7 of the drive rotor 2 and the control rotor 8 on the control side 4 at an angle variable so swiveling , Due to the resulting possibility to make the drive or the rotors 2 or to set the or the control rotors 8 parallel to the drive or the rotors 2, in addition to the buoyancy effect, a certain steering effect and control effect can be achieved. Depending on the direction of rotation of the rotors 2, 8 also a position stabilization and local stability is achieved.
[0023] Auf der Lastseite sind sechs kleinere Antriebsrotoren 1 angeordnet, die zusammen resultierend eine grosse Antriebs-Rotorfläche 1 bereitstellen und damit einen grossen Auftrieb auf der Lastseite 3 des Multikopter-Fluggerätes ermöglichen. Entsprechend ist auf der Lastseite 3 das Anbringen einer grossen Last 10, 11 möglich, die hier aus einem oberflächengebundenen Fahrwerk 10 und einer daran befestigten Arbeitsvorrichtung 11, wie beispielsweise einer Reinigungseinrichtung, besteht. Diese Ausführung des Multikopter-Fluggerätes ermöglicht es, durch die Konzentration der gesamten Rotorfläche auf einer Seite des Multikopter-Fluggerätes, an dieser Seite grössere Lasten aufzunehmen und die befestigten Lasten 10, 11 nahe an einer vertikalen Fläche, wie beispielsweise einer Fassade 14, zu positionieren. Damit ist es möglich, ein oberflächengebundenes Fahrwerk 10 an die Oberfläche der Fassade 14 zu bewegen. Die Arbeitsvorrichtung 11 kann dann an der Fassade 14 beispielsweise Reinigungsarbeiten verrichten. Um die Arbeitsvorrichtung 11 unmittelbar an die Fassade zu bewegen, ist die Steuertraverse 6 durch einen Ausleger 12, der über die Lasttraverse 5 hinaustragt, verlängert. Im Bereich des Auslegers 12 ist eine Aufnahmeeinrichtung 9 zur Kopplung von Multikopter-Fluggerät und den Zusatzeinrichtungen 10, 11 möglich. Durch die Aufnahmeeinrichtung 9 lassen sich somit unterschiedliche Arbeitsvorrichtungen 11 mit dem Multikopter-Fluggerät transportieren, womit dieses beispielsweise als flexibler Werkzeugträger fungieren kann.On the load side six smaller drive rotors 1 are arranged, which together as a result provide a large drive rotor surface 1 and thus allow a large buoyancy on the load side 3 of the multicopter aircraft. Accordingly, the attachment of a large load 10, 11 is possible on the load side 3, which consists here of a surface-mounted chassis 10 and a working device 11 attached thereto, such as a cleaning device. This embodiment of the multicopter aircraft makes it possible, by concentrating the total rotor area on one side of the multicopter aircraft, to accommodate larger loads on this side and to position the fastened loads 10, 11 close to a vertical surface, such as a facade 14 , This makes it possible to move a surface-bound chassis 10 to the surface of the facade 14. The working device 11 can then perform cleaning work on the facade 14, for example. In order to move the working device 11 directly to the facade, the control beam 6 is extended by a boom 12 which extends beyond the load cross-piece 5. In the area of the jib 12, a receiving device 9 for coupling the multicopter aircraft and the additional devices 10, 11 is possible. By the receiving device 9 can thus be transported different working devices 11 with the multicopter aircraft, which this can act as a flexible tool carrier, for example.
[0024] Fig. 2 zeigt ein aus Fig. 1 bekanntes Multikopter-Fluggerät, wobei die Zusatzeinrichtung, bestehend aus oberflächengebundenem Fahrwerk 10 und Arbeitsvorrichtung 11, nicht mehr fest mit dem Multikopter-Fluggerät verbunden ist. Dazu ist die Aufnahmeeinrichtung 9 automatisch entkoppelbar und wieder koppelbar ausgeführt.Fig. 2 shows a known from Fig. 1 multicopter aircraft, wherein the additional device consisting of surface-mounted chassis 10 and working device 11, is no longer firmly connected to the multicopter aircraft. For this purpose, the receiving device 9 is automatically decoupled and executed again coupled.
[0025] Hier sind Multikopter-Fluggerät und Zusatzeinrichtung 10, 11 entkoppelt und nur durch eine flexible Medienkopplung 13 miteinander verbunden.Here are multicopter aircraft and auxiliary equipment 10, 11 decoupled and connected only by a flexible media coupling 13.
[0026] Das Fahrwerk 10 mit Vakuumeinheiten bewegt sich mit der Arbeitsvorrichtung 11 an der Fassade 14 entlang, und das Multikopter-Fluggerät fliegt mit grösserer Distanz zur Fassade 14. Durch die flexible Medienkopplung 13 sind das Fahrwerk 10 mit der Arbeitsvorrichtung 11 und das Multikopter-Fluggerät miteinander verbunden. So können beispielsweise das Fahrwerk 10 und die Arbeitsvorrichtung 11 vom Multikopter-Fluggerät aus mit Elektroenergie versorgt werden. Als Rückfalllösung lässt sich im Bedarfsfälle auch Elektroenergie vom Arbeitsvorrichtung 11 zum Multikopter-Fluggerät bereitstellen. Durch die flexible Medienkopplung 13 kann sich das Multikopter-Fluggerät weiter von der Fassade 14 entfernen. Damit wird das Risiko, mit der Fassade 14 zu kollidieren, deutlich verringert.The chassis 10 with vacuum units moves with the working device 11 along the facade 14 along, and the multicopter aircraft flies with greater distance to the facade 14. Due to the flexible media coupling 13, the chassis 10 with the working device 11 and the multicopter Airplane connected together. For example, the landing gear 10 and the working device 11 can be supplied with electric power from the multicopter aircraft. As a fallback solution can be provided in case of need and electric power from the working device 11 to the multicopter aircraft. Due to the flexible media coupling 13, the multicopter aircraft can move further away from the facade 14. This significantly reduces the risk of colliding with the facade 14.
[0027] Die Fig. 3 zeigt ein aus den vorangegangenen Figuren bekanntes Multikopter-Fluggerät mit sechs Antriebsrotoren 1 auf der Lastseite 3 und einem Antriebsrotor 2 auf der Steuerseite 4 in einer Perspektivansicht von der Lastseite 3 her. Deutlich erkennbar ist die Last 10, 11, die hier wiederum aus einem oberflächengebundenen Fahrwerk 10 und einer Arbeitsvorrichtung 11 besteht. Das oberflächengebundene Fahrwerk 10 dient dazu, sich haftend an einer Fassade (nicht dargestellt) entlang zu bewegen. Dieses Fahrwerk 10 arbeitet mit Haftelementen.Fig. 3 shows a known from the preceding figures multicopter aircraft with six drive rotors 1 on the load side 3 and a drive rotor 2 on the control side 4 in a perspective view of the load side 3 ago. Clearly recognizable is the load 10, 11, which in turn consists of a surface-mounted chassis 10 and a working device 11. The surface-mounted chassis 10 is used to move along a façade (not shown). This chassis 10 works with adhesive elements.
Entsprechend werden das Fahrwerk 10 und die Arbeitsvorrichtung 11 an der Fassade gehalten. Die Antriebsrotoren 1, 2 und der Steuerrotor 8 sind von einem zum Rotor beabstandeten ringförmigen Abstandshalter 15 umgeben, der die Antriebsrotoren 1, 2 vor einem unmittelbaren Kontakt mit der Fassade schützt und so Rotorschäden vermeidet. Alle anderen Bauteile entsprechen in ihrer Ausführung und Funktion den vorangegangenen Figuren.Accordingly, the chassis 10 and the working device 11 are held on the facade. The drive rotors 1, 2 and the control rotor 8 are surrounded by a ring-shaped spaced apart from the rotor spacer 15, which protects the drive rotors 1, 2 from direct contact with the facade and avoids rotor damage. All other components correspond in their execution and function to the preceding figures.
[0028] Die Fig. 4 zeigt ein aus den vorangegangenen Figuren bekanntes Multikopter-Fluggerät mit sechs Antriebsrotoren 1 auf der Lastseite 3 und einem Antriebsrotor 2 auf der Steuerseite 4 in einer Ansicht von der Seite. Die Aufnahmevorrichtung 9 verbindet die Lasttraverse 5 mit dem Fahrwerk 10 und der Arbeitsvorrichtung 11. Dabei kann die Aufnahmevorrichtung 9 automatisch lösbar als auch winklig verstellbar ausgeführt sein. Die Steuertraverse 6 wirkt als Hebel verstärkend für die vergleichsweise kleinen Rotorflächen des Antriebsrotors 2 und des Steuerrotors 8.Fig. 4 shows a known from the preceding figures multicopter aircraft with six drive rotors 1 on the load side 3 and a drive rotor 2 on the control side 4 in a view from the side. The receiving device 9 connects the load spreader 5 with the chassis 10 and the working device 11. In this case, the receiving device 9 can be carried out automatically detachable and angularly adjustable. The control beam 6 acts as a lever amplifying for the relatively small rotor surfaces of the drive rotor 2 and the control rotor eighth
[0029] Alle anderen Bauteile entsprechen in ihrer Ausführung und Funktion den vorangegangenen Figuren.All other components correspond in their execution and function to the preceding figures.
[0030] In Fig. 5 ist ein aus den vorangegangenen Figuren bekanntes Multikopter-Fluggerät mit sechs Antriebsrotoren 1 auf der Lastseite 3 und einem Antriebsrotor 2 auf der Steuerseite 4 in einer Ansicht von oben dargestellt. Deutlich sichtbar ist, dass die Rotorflächen 1 auf der Lastseite 3 mit sechs Antriebsrotoren 1 erheblich grösser ausgebildet ist als der Antriebsrotor 2 auf der Steuerseite 4. Durch die Hebelwirkung der rechtwinklig zur Lasttraverse 5 angeordneten Steuertraverse 6 bewirken der Antriebsrotor 2 auf der Steuerseite 4 und der Steuerrotor 8 mit vergleichsweise geringen Drehzahländerungen eine grosse Änderung von Lage beziehungsweise Ausrichtung zu einer Fassade 14 realisieren. Hier sind die äusseren Antriebsrotoren 1 im Randbereich durch einen bogenförmigen Abstandshalter 15 geschützt, da die Ecken des Multikopter-Fluggerätes besonders gefährdet sind. Dies wird durch die dargestellte winklige Ausrichtung zur Fassade 14 verdeutlicht. An den Abstandshaltern 15 können zusätzlich Rollen angebracht sein, die eine schonende Bewegung unmittelbar an der Fassade 14 ermöglichen. Alle anderen Bauteile entsprechen in ihrer Ausführung und Funktion den vorangegangenen Figuren.In Fig. 5 is a known from the preceding figures multicopter aircraft with six drive rotors 1 on the load side 3 and a drive rotor 2 on the control side 4 is shown in a view from above. It is clearly visible that the rotor surfaces 1 on the load side 3 with six drive rotors 1 is considerably larger than the drive rotor 2 on the control side 4. By the leverage of the right angles to the traverse 5 arranged control beam 6 cause the drive rotor 2 on the control side 4 and Control rotor 8 with relatively low speed changes realize a large change of position or orientation to a facade 14. Here, the outer drive rotors 1 are protected in the edge region by an arcuate spacer 15, since the corners of the multicopter aircraft are particularly vulnerable. This is illustrated by the illustrated angled orientation to the facade 14. On the spacers 15 rollers may be additionally attached, which allow a gentle movement directly to the facade 14. All other components correspond in their execution and function to the preceding figures.
Zusammenstellung der Bezugszeichen [0031] 1 Antriebsrotor auf der Lastseite 2 Antriebsrotor auf der Steuerseite 3 Lastseite 4 Steuerseite 5 Lasttraverse 6 Steuertraverse 7 Antriebswelle 8 Steuerrotor 9 Aufnahmevorrichtung 10 Last, Zusatzeinrichtung, oberflächengebundenes Fahrwerk 11 Last, Zusatzeinrichtung, Arbeitsvorrichtung 12 Ausleger 13 flexible Medienkopplung 14 Oberfläche, Fassade 15 AbstandhalterCompilation of Reference Numerals [0031] 1 drive rotor on the load side 2 drive rotor on the control side 3 load side 4 control side 5 load carrier 6 control beam 7 drive shaft 8 control rotor 9 pickup device 10 load, attachment, surface-mounted chassis 11 load, attachment, working device 12 boom 13 flexible media coupling 14 surface , Facade 15 spacers
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