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DE102016007618A1 - Autonomous aircraft for transporting goods between different ground stations - Google Patents

Autonomous aircraft for transporting goods between different ground stations Download PDF

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DE102016007618A1
DE102016007618A1 DE102016007618.6A DE102016007618A DE102016007618A1 DE 102016007618 A1 DE102016007618 A1 DE 102016007618A1 DE 102016007618 A DE102016007618 A DE 102016007618A DE 102016007618 A1 DE102016007618 A1 DE 102016007618A1
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Marcel Braun
Thomas Moser
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein autonomes Fluggerät zum Transport von Waren zwischen verschiedenen Bodenstationen, umfassend ein Gehäuse (13), welches eine Batterieschnittstelle (9) zur Verbindung mit einer Batterie (7) aufweist. Bei einem autonomen Fluggerät lässt sich die Batterie automatisch wechseln, da die Batterie (7) über einen Drehmechanismus (11) an der Batterieschnittstelle (9) gehalten ist.The invention relates to an autonomous aircraft for transporting goods between different ground stations, comprising a housing (13) having a battery interface (9) for connection to a battery (7). In an autonomous aircraft, the battery can be changed automatically because the battery (7) via a rotating mechanism (11) is held at the battery interface (9).

Description

Die Erfindung betrifft ein autonomes Fluggerät zum Transport von Waren zwischen verschiedenen Bodenstationen, umfassend ein Gehäuse, welches eine Batterieschnittstelle zur Verbindung mit einer Batterie aufweist.The invention relates to an autonomous aircraft for transporting goods between different ground stations, comprising a housing having a battery interface for connection to a battery.

Aus der US 2014/0032034 A1 ist ein unbenanntes Flugobjekt in Form einer Drone bekannt, welche ferngesteuert oder autonom fliegt und Waren und/oder Personen zwischen verschiedenen Bodenstationen transportiert. Diese Drone ist mit Propellern ausgerüstet und wird mittels einer Batterie, die an dem Gehäuse der Drone befestigt ist, mit Energie versorgt. In den Bodenstationen wird eine Vielzahl von Batterien vorgehalten, damit jede Drone mit einer jeweils vollen Batterie ausgerüstet werden kann, wenn diese zu einem Flug zur nächsten Bodenstation startet.From the US 2014/0032034 A1 An unknown flying object in the form of a drone is known which flies remotely or autonomously and transports goods and / or persons between different ground stations. This drone is equipped with propellers and powered by a battery attached to the drone's housing. In the ground stations, a plurality of batteries is kept so that each drone can be equipped with a full battery when it starts for a flight to the next ground station.

Nachteilig dabei ist, dass die Batterie manuell an der Drone anzubringen, zu entnehmen und zu sichern ist. Dadurch ist ein hoher Zeitaufwand nötig und es ist ein großer Bauraum für das manuelle Fügen notwendig.The disadvantage here is that the battery is manually attached to the drone, remove and secure. As a result, a lot of time is needed and it is a large space for manual joining necessary.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein autonomes Fluggerät zum Transport von Waren zwischen verschiedenen Bodenstationen anzugeben, bei welchen ein Batteriewechsel schnell und unkompliziert erfolgen kann.The object of the invention is to provide an autonomous aircraft for transporting goods between different ground stations, in which a battery change can be done quickly and easily.

Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, sowie der Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren dargestellt sind.The invention results from the features of the independent claims. Advantageous developments and refinements are the subject of the dependent claims. Other features, applications and advantages of the invention will become apparent from the following description, as well as the explanation of embodiments of the invention, which are illustrated in the figures.

Die Aufgabe ist mit einem autonomen Fluggerät dadurch gelöst, dass die Batterie über einen Drehmechanismus an der Batterieschnittstelle gehalten ist. Über diesen Drehmechanismus kann mittels eines Roboters oder einen automatisiert arbeitenden Aktuator die Batterie einfach gelöst und schnell wieder an der Batterieschnittstelle befestigt werden. Dadurch ist ein automatisiertes Sichern und Entriegeln der Batterie an dem autonomen Fluggerät möglich. Dies ist wesentlich effizienter als ein manueller Anschluss der Batterie, wobei auch der benötigte Bauraum auf ein erforderliches Minimum sinkt.The object is achieved with an autonomous aircraft in that the battery is held at the battery interface via a rotating mechanism. About this rotation mechanism, the battery can be easily solved by a robot or an automated actuator and quickly attached to the battery interface again. As a result, an automated backup and unlock the battery on the autonomous aircraft is possible. This is much more efficient than manual connection of the battery, while also reducing the required space to a required minimum.

Vorteilhafterweise ist der Drehmechanismus halbkreisförmig ausgebildet und gibt im geöffneten Zustand die Batterie frei und sichert im geschlossenen Zustand die Batterie in Z-Richtung. Durch diesen halbkreisförmig ausgebildeten Drehmechanismus ist dieser gut für einen Roboter bzw. Aktuator greifbar und somit die Batterie tauschbar. Schäden durch falsche Handhabung der Komponente können vermieden werden, da es nur eine Drehbewegung mit zwei Bewegungsrichtungen für diesen Drehmechanismus gibt.Advantageously, the rotary mechanism is semicircular and, in the open state, releases the battery and, in the closed state, secures the battery in the Z direction. By this semicircular rotary mechanism this is good for a robot or actuator tangible and thus the battery exchangeable. Damage due to improper handling of the component can be avoided since there is only one rotational movement with two directions of movement for this rotating mechanism.

In einer Ausgestaltung ist der Drehmechanismus an einer Außenfläche des Gehäuses nahe der Batterieschnittstelle drehbar gelagert. Dadurch muss die Batterie nur gegen die Batterieschnittstelle gedrückt werden. Mit einer einmaligen Bewegung des Drehmechanismus ist die Batterie gesichert, wobei gleichzeitig die elektrische Verbindung gewährleistet ist.In one embodiment, the rotation mechanism is rotatably mounted on an outer surface of the housing near the battery interface. As a result, the battery only has to be pressed against the battery interface. With a single movement of the rotating mechanism, the battery is secured, while the electrical connection is ensured.

In einer Variante drückt der Drehmechanismus im geschlossenen Zustand die Batteriepins in Richtung eines, an der Batterieschnittstelle angeordneten Gegenstückes. Somit wird nicht nur der elektrische Kontakt zwischen Batteriepins und Gegenstück einfach hergestellt, sondern durch den Drehmechanismus wird die Batterie auch während des Fluges des Fluggerätes zuverlässig gehalten.In a variant, the rotary mechanism presses the battery pins in the direction of a, arranged at the battery interface counterpart in the closed state. Thus, not only is the electrical contact between battery pins and counterpart easily made, but the rotation mechanism keeps the battery reliable even during the flight of the aircraft.

In einer Weiterbildung greift ein freies Ende des Drehmechanismus im geschlossenen Zustand in eine Aussparung der Batterie oder der Batterieschnittstelle ein oder hinter greift die Batterie. Durch diese Verrastung wird ein zufälliges Öffnen des Drehmechanismus während des Betriebes des Fluggerätes zuverlässig verhindert.In a further development engages a free end of the rotating mechanism in the closed state in a recess of the battery or the battery interface or behind the battery. By this locking a random opening of the rotating mechanism during operation of the aircraft is reliably prevented.

In einer Ausführungsform ist das Fluggerät fernsteuerbar oder fliegt autonom. Insbesondere ein ferngesteuertes Fluggerät kann mit geringem technischem Aufwand von den Bodenstationen geleitet werden. Bei einem autonomen Fliegen ist ein Mikrorechner zur Navigation in dem Fluggerät notwendig.In one embodiment, the aircraft is remotely controllable or autonomous. In particular, a remote-controlled aircraft can be routed from the ground stations with little technical effort. In an autonomous flying a microcomputer for navigation in the aircraft is necessary.

Vorteilhafterweise ist das Fluggerät als Drone ausgebildet. Solche Dronen lassen sich im nahen Bodenverkehr einfach einsetzen.Advantageously, the aircraft is designed as a drone. Such drones are easy to use in close ground traffic.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der – gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung – zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Beschriebene und/oder bildlich dargestellte Merkmale können für sich oder in beliebiger, sinnvoller Kombination den Gegenstand der Erfindung bilden, gegebenenfalls auch unabhängig von den Ansprüchen, und können insbesondere zusätzlich auch Gegenstand einer oder mehrerer separater Anmeldung/en sein. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.Further advantages, features and details will become apparent from the following description in which - where appropriate, with reference to the drawings - at least one embodiment is described in detail. Described and / or illustrated features may form the subject of the invention itself or in any meaningful combination, optionally also independent of the claims, and in particular may also be the subject of one or more separate application / s. The same, similar and / or functionally identical parts are provided with the same reference numerals.

Es zeigen:Show it:

1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Fluggerätes, 1 An embodiment of the aircraft according to the invention,

2 ein Ausführungsbeispiel für einen Batterieanschluss des Fluggerätes mit gesichertem Drehmechanismus (2a) und geöffnetem Drehmechanismus (2b). 2 an embodiment for a battery terminal of the aircraft with secured rotating mechanism ( 2a ) and opened rotary mechanism ( 2 B ).

In 1 ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Fluggerätes dargestellt, welches als Drone 1 ausgeführt ist. Solche Dronen 1 haben die Aufgabe, Ladungen aufzunehmen, von einem Ort zum anderen zu tragen und an einer physikalisch anderen Position abzugeben. Solche Dronen 1 werden mit Aircraft betrieben, weswegen sie mindestens zwei Propeller 3, 5 aufweisen. Diese Propeller 3, 5 werden von einer Batterie 7 gespeist, die an einer Batterieschnittstelle 9 der Drone 1 befestigt ist. Die Batterie 7 muss häufig nach einem Flug gewechselt werden, um ausreichend Energie für den nächsten Flug zur nächsten Bodenstation zu haben.In 1 an embodiment of the aircraft according to the invention is shown, which as a drone 1 is executed. Such drones 1 have the task of picking up loads, carrying them from one place to another and leaving them in a physically different position. Such drones 1 are powered by aircraft, so they have at least two propellers 3 . 5 exhibit. These propellers 3 . 5 be from a battery 7 fed to a battery interface 9 the drone 1 is attached. The battery 7 often needs to be changed after a flight to have enough energy for the next flight to the next ground station.

Um einen automatischen Batteriewechselvorgang zu ermöglichen, ist die Batterie 7 über einen Drehmechanismus 11 an der Drone 1 befestigt. Dieser Drehmechanismus 11 ist außen an dem Gehäuse 13 der Drone 1 gelagert und als schwenkbarer Halbkreis ausgebildet. In 2a ist die Sicherungsposition der Batterie 7 dargestellt, bei welcher der Drehmechanismus 11 aus einer waagerechten Position um annähernd 90° gedreht wird und ein freies Ende 15 des Drehmechanismus 11 in einer Aussparung 17 an der Batterie 7 eingreift, um diese zu sichern. Bei dieser Sicherung wird nicht nur die Batterie 7 während des Fluges der Drone 1 gehalten, sondern gleichzeitig werden die Batteriepins 19 gegen ein Gegenstück der Batterieschnittstelle 9 gedrückt, dass an dem Gehäuse 13 ausgebildet ist. Somit wird ein elektrischer Kontakt der Batteriepins 19 gegen das Gegenstück der Batterieschnittstelle 9 hergestellt. Unterhalb der Batterie 7 ist ein Raum 21 vorgesehen, in welchen Ladung aufgenommen und gesichert werden kann.To enable an automatic battery replacement process, the battery is 7 via a rotating mechanism 11 at the Drone 1 attached. This turning mechanism 11 is outside of the housing 13 the drone 1 stored and designed as a pivotable semicircle. In 2a is the safety position of the battery 7 illustrated in which the rotating mechanism 11 is rotated from a horizontal position by approximately 90 ° and a free end 15 of the rotating mechanism 11 in a recess 17 on the battery 7 intervenes to secure them. This fuse is not just the battery 7 during the flight of the drone 1 held, but at the same time are the battery pins 19 against a counterpart of the battery interface 9 pressed that on the case 13 is trained. Thus, an electrical contact of the battery pins 19 against the counterpart of the battery interface 9 produced. Below the battery 7 is a room 21 provided, in which charge can be recorded and secured.

Soll eine Batterie 7 gewechselt werden, so wird der Drehmechanismus 11 geöffnet, so dass eine Seite der Batterie 7, welche als Z-Seite 23 betrachtet wird, freigegeben wird, und die Batterie 7 aus der Drone 1 entnommen werden kann (2b).Should a battery 7 be changed, so the turning mechanism 11 open, leaving one side of the battery 7 , which as z-side 23 is considered, released, and the battery 7 from the drone 1 can be taken ( 2 B ).

Eine solche automatisierte Funktion beim Batteriewechsel ist insbesondere für einen industriellen Einsatz vorgesehen, welcher Potentiale im Hinblick auf Zeiteinsparung und Steigerung der Prozesssicherheit bietet.Such an automated function when changing the battery is intended in particular for industrial use, which offers potentials with regard to saving time and increasing process reliability.

Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und erläutert wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Es ist daher klar, dass eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten existiert. Es ist ebenfalls klar, dass beispielhaft genannte Ausführungsformen wirklich nur Beispiele darstellen, die nicht in irgendeiner Weise als Begrenzung etwa des Schutzbereichs, der Anwendungsmöglichkeiten oder der Konfiguration der Erfindung aufzufassen sind. Vielmehr versetzen die vorhergehende Beschreibung und die Figurenbeschreibung den Fachmann in die Lage, die beispielhaften Ausführungsformen konkret umzusetzen, wobei der Fachmann in Kenntnis des offenbarten Erfindungsgedankens vielfältige Änderungen beispielsweise hinsichtlich der Funktion oder der Anordnung einzelner, in einer beispielhaften Ausführungsform genannter Elemente vornehmen kann, ohne den Schutzbereich zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren rechtliche Entsprechungen, wie etwa weitergehenden Erläuterungen in der Beschreibung, definiert wird.Although the invention has been further illustrated and explained in detail by way of preferred embodiments, the invention is not limited by the disclosed examples, and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention. It is therefore clear that a multitude of possible variations exists. It is also to be understood that exemplified embodiments are really only examples that are not to be construed in any way as limiting the scope, applicability, or configuration of the invention. Rather, the foregoing description and description of the figures enable one skilled in the art to practice the exemplary embodiments, and those of skill in the knowledge of the disclosed inventive concept may make various changes, for example as to the function or arrangement of individual elements recited in an exemplary embodiment, without Protection area defined by the claims and their legal equivalents, such as further explanations in the description.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
DroneDrone
33
Propellerpropeller
55
Propellerpropeller
77
Batteriebattery
99
BatterieschnittstelleBattery interface
1111
Drehmechanismusrotating mechanism
1313
Gehäusecasing
1515
freies Ende des Drehmechanismusfree end of the rotating mechanism
1717
Aussparungrecess
1919
BatteriepinBatteriepin
2121
Laderaumhold
2323
Z-Seite der BatterieZ side of the battery

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 2014/0032034 A1 [0002] US 2014/0032034 A1 [0002]

Claims (7)

Autonomes Fluggerät zum Transport von Waren zwischen verschiedenen Bodenstationen, umfassend ein Gehäuse (13), welches eine Batterieschnittstelle (9) zur Verbindung mit einer Batterie (7) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterie (7) über einen Drehmechanismus (11) an der Batterieschnittstelle (9) gehalten ist.Autonomous aircraft for transporting goods between different ground stations, comprising a housing ( 13 ), which has a battery interface ( 9 ) for connection to a battery ( 7 ), characterized in that the battery ( 7 ) via a rotating mechanism ( 11 ) at the battery interface ( 9 ) is held. Fluggerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehmechanismus (11) halbkreisförmig ausgebildet ist und im geöffneten Zustand die Batterie (7) freigibt und im geschlossenen Zustand die Batterie (7) in Z-Richtung (23) sichert.An aircraft according to claim 1, characterized in that the rotating mechanism ( 11 ) is semicircular and in the open state, the battery ( 7 ) and when closed the battery ( 7 ) in the Z direction ( 23 ) secures. Fluggerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehmechanismus (11) an einer Außenfläche des Gehäuses (13) nahe der Batterieschnittstelle (9) drehbar gelagert ist.An aircraft according to claim 2, characterized in that the rotation mechanism ( 11 ) on an outer surface of the housing ( 13 ) near the battery interface ( 9 ) is rotatably mounted. Fluggerät nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehmechanismus (11) im geschlossenen Zustand Batteriepins (19) in Richtung eines an der Batterieschnittstelle (9) angeordneten Gegenstückes drückt.An aircraft according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the rotating mechanism ( 11 ) in the closed state battery pins ( 19 ) in the direction of one at the battery interface ( 9 ) arranged counterpart presses. Fluggerät nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein freies Ende (15) des Drehmechanismus (11) im geschlossenen Zustand in eine Aussparung (17) der Batterie (7) oder der Batterieschnittstelle (9) eingreift oder die Batterie (7) hinter greift.Aircraft according to at least one of the preceding claims, characterized in that a free end ( 15 ) of the rotary mechanism ( 11 ) in the closed state into a recess ( 17 ) of the battery ( 7 ) or the battery interface ( 9 ) or the battery ( 7 ) behind. Fluggerät nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluggerät (1) fernsteuerbar ist oder autonom fliegt.Aircraft according to at least one of the preceding claims, characterized in that the aircraft ( 1 ) is remotely controllable or autonomous flies. Fluggerät nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluggerät als Drone (19) ausgebildet ist.Aircraft according to at least one of the preceding claims, characterized in that the aircraft is drone ( 19 ) is trained.
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