СИСТЕМА ДОСТАВКИ ГРУЗА Российский патент 2019 года по МПК B64F1/22 B64F1/18 B64D1/22 B64C39/02 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области воздушной доставки грузов с применением беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) с вертикальной системой посадки (мультикоптеров), и может быть использовано для быстрой и безопасной доставки грузов по заранее заданному маршруту, проходящему вдоль линии городского освещения или ЛЭП.

Уровень техники

В настоящее время все более широко применяются системы доставки грузов с использованием беспилотных летательных аппаратов. Использование БПЛА позволяет снизить расходы на транспортировку (затраты на монтаж системы достаточно быстро окупаются), позволяет снизить сроки доставки грузов, а также обеспечивает доставку грузов в отдаленные места.

Известна система универсальных зарядных станций для беспилотных летательных аппаратов (US 9527605 B1, опубл. 27.12.2016), характеризующаяся тем, что зарядные станции могут быть подключены к центральному управлению и множеству других БПЛА, могут функционировать как центры по упаковке и отправке посылок, а также как конечные пункты назначения или транспортные узлы, могут осуществлять перезарядку/дозаправку БПЛА. Зарядные станции также могут осуществлять навигацию для управления БПЛА в радиусе действия станций и передавать маршрутную информацию центральному управлению. Зарядные станции могут быть встроены в существующие структуры, например, вышки сотовой связи, осветительные столбы, линии электропередач и здания.

Недостатком известного технического решения является низкая безопасность и продолжительность полетов БПЛА, невозможность использования системы при низких температурах в районах крайнего севера, сложность приема и отдачи груза, невозможность обеспечения сохранности груза, сложность монтажа, демонтажа и обслуживания комплекса при возможной замене или дополнении необходимыми функциональными элементами в процессе эксплуатации с необходимостью демонтажа элементов комплекса с опорной поверхности.

Раскрытие изобретения

Техническая задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в создании надежной и эффективной автоматической системы по доставке грузов.

Техническим результатом является повышение надежности и эффективности работы системы доставки груза, повышение безопасности полета, упрощение приема и отдачи груза, повышение степени сохранности груза, упрощение монтажа, демонтажа, сборки и обслуживания системы, повышение точности и сокращение сроков доставки грузов, возможность замены или дополнения элементов устройства в процессе эксплуатации без необходимости демонтажа элементов комплекса с опорной поверхности, возможность использования комплекса при любых погодных условиях, в том числе в районах крайнего севера, уменьшение количества возникновения аварийных ситуаций.

Технический результат достигается за счет того, что система доставки груза включает, по меньшей мере, одну опорную поверхность, размещенную на опорной поверхности навигационную станцию с площадкой для приема, по меньшей мере, одного беспилотного летательного аппарата, беспилотный летательный аппарат, взаимодействующий по беспроводному каналу связи с указанной площадкой, центр управления, систему крепления груза, при этом навигационная станция выполнена из модульных корпусов, на наружной поверхности которых выполнены пазы и выступы, наружная поверхность которых образует площадку для приема, по меньшей мере, одного беспилотного летательного аппарата, причем, по меньшей мере, два корпуса выполнены параллельно друг другу, между которыми образован проем, причем площадка для приема, по меньшей мере, одного беспилотного летательного аппарата выполнена с возможностью беспроводной зарядки, обогрева и хранения беспилотного летательного аппарата, при этом, по меньшей мере, один модульный корпус навигационной станции содержит, по меньшей мере, одно функциональное оборудование, а система крепления груза выполнена в виде лебедки, установленной на БПЛА, нижний конец троса которой соединен с контейнером.

Навигационная станция выполнена из, по меньшей мере, трех модульных корпусов.

Пазы и выступы, выполненные на наружной поверхности модульных корпусов взаимокомплементарны пазам и выступам соединительного элемента и/или таких же модульных корпусов для соединения корпусов между собой под разными углами.

Модульный корпус представляет собой замкнутый профиль удлиненной прямоугольной или круглой формы.

Модульный корпус навигационной станции содержит торцевые крышки.

Торцевые крышки выполнены с, по меньшей мере, одной парой симметричных «Г» - образных выступов, образованных на наружной поверхности крышки и служащих для крепления платы со светодиодами и рассеивателем.

Торцевые крышки выполнены с, по меньшей мере, одним набором продольных выступов и пазов, взаимокомплементарным выступам и пазам соединительного элемента или корпуса.

Выступы и пазы соединительного элемента расположены продольно вдоль всей его длины.

На конце каждого выступа соединительного элемента вдоль всей его длины выполнено шарообразное утолщение, а нижний край каждого паза сформирован в виде шарообразной выемки аналогичной формы, образованной вдоль всей дины паза.

Функциональное оборудование установлено внутри и/или на наружной поверхности модульного корпуса навигационной станции.

На навигационной станции и на БПЛА установлены, по меньшей мере, по одной видеокамере.

Связь навигационной станции с БПЛА и навигационной станции с центром управления осуществляется с использованием алгоритма трилатерации по каналам Wi-Fi и/или LoRA WAN и/или GPS-ГЛОНАСС и/или GSM и/или ультразвуковой локальной системы позиционирования.

В модульном корпусе навигационной станции установлен инфракрасный источник тепла, обеспечивающий обогрев станции, БПЛА и его аккумуляторов.

Навигационная станция дополнительно содержит систему жесткого автоматического крепления БПЛА для его подзарядки, обогрева, хранения в спящем режиме и в случаях наступления сложных метеоусловий.

Система жесткого автоматического крепления БПЛА содержит ультразвуковые датчики, расположенные на БПЛА и навигационной станции.

Система жесткого автоматического крепления БПЛА выполнена в виде электрической лебедки с тросом, установленной на БПЛА, на нижнем конце троса которой закреплена прижимная пластина.

Прижимная пластина выполнена со сквозными отверстиями по всей ее площади.

В одно из сквозных отверстий пропущен трос лебедки системы крепления груза.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - Вид в разборе модульного корпуса навигационной станции;

Фиг.2 – Расположение модульных корпусов навигационной станции на столбах уличного освещения;

Фиг.3 – Вид навигационной станции, собранной из нескольких корпусов;

Фиг.4 – Вид навигационной станции, расположенной на столбе уличного освещения, оснащенной видеокамерой;

Фиг.5 – Вид П-образной навигационной станции, установленной на столбе, с размещенными на ней БПЛА с грузом и метеостанцией;

Фиг.6 – Вид сбоку П-образной навигационной станции, установленной на столбе, с размещенными на ней БПЛА с грузом и метеостанцией;

Фиг.7 – Вид сбоку П-образной навигационной станции, установленной на столбе, с размещенными на ней БПЛА с грузом и метеостанцией;

Фиг. 8 - схема передачи информации между функциональными блоками и блоком управления навигационной станции и центром управления.

Фиг. 9 - схема передачи информации между функциональными блоками и блоком управления навигационной станции, БПЛА и его блоками и центром управления.

Осуществление изобретения

Заявленная система состоит из навигационной станции для БПЛА, установленной на опорной поверхности, БПЛА с системой крепления груза и единого центрального сервера (центра управления).

Навигационная станция для БПЛА состоит из по меньшей мере трех быстро монтируемых раздельных модульных корпусов 1, представляющих собой замкнутый профиль удлиненной прямоугольной и/или круглой формы с выполненными на наружной поверхности корпусов взаимокомплементарными пазами 2 и выступами 3 для соединения корпусов 1 между собой под разными углами. По меньшей мере в одном корпусе 1 и/или на его внешней поверхности, установлено функциональное оборудование, обеспечивающее работу системы.

Корпуса 1 выполнены методом экструзии из алюминия или его сплавов, либо из полимерного высокопрочного материала с высокой степенью теплопроводности. Разъемное соединение модульных корпусов 1 позволяет доукомплектовывать навигационную станцию дополнительными корпусами 1, а также заменять или доукомплектовывать сами корпуса 1 дополнительным функциональным оборудованием в процессе их эксплуатации.

На наружной поверхности каждого корпуса 1 могут быть выполнены различные продольные выступы (например, Т - образные) и пазы, обеспечивающие крепление в них крепежных элементов (болтов, винтов), а также элементов несущих конструкций, подвесного и иного оборудования. Выступы также выполняют функцию ребер охлаждения, отводя тепло от корпуса.

Одна из наружных поверхностей корпуса снабжена, по меньшей мере, одной парой симметричных продольных Г-образных выступов, обеспечивающих установку в них, по меньшей мере, одной платы 4 с, по меньшей мере, одним светодиодным источником света. Плата 4 может быть выполнена монолитно или раздельно с защитной светопрозрачной панелью. Отдельная защитная светопрозрачная панель устанавливается в Г-образные выступы одновременно вместе с платой. Плата 4 выполнена из алюминия или его сплавов.

Выполнение модульных корпусов 1, из которых состоит навигационная станция, со светодиодными платами 4, несет также на себе функцию осветительного устройства, формирующего заданные зоны освещения для наилучшего мониторинга окружающей среды, освещения места приемки и отдачи груза, безопасного обслуживания и ремонта системы.

Над каждым светодиодом может быть установлена собирающая или рассеивающая линза, или оптический отражатель защитной светопрозрачной панели.

На поверхность платы, соприкасаемой с корпусом, может быть нанесена теплопроводящая паста, которая исключает образование воздушного зазора между платой и корпусом, тем самым обеспечивается улучшенный отвод тепла от светодиодов через плату, теплопроводящую пасту, корпус и выступы на корпусе. Между платой и корпусом может быть установлен термоэлектрический модуль, работающий на основе эффекта Пельтье (на чертежах не показан), который может выполнять функцию отвода части тепла от платы, либо осуществлять выработку электрической энергии за счет разности температур между платой и корпусом.

Платы 4 со светодиодами могут быть выполнены разной длины, что позволяет комплектовать один корпус несколькими платами, как с одинаковыми светотехническими характеристиками светодиодов и защитной светопрозрачной панели, так и с совершенно разными характеристиками.

Пар Г-образных выступов может быть и больше, при этом выступы образованы один над другим. В этом случае одна пара выступов служит для установки платы 4 с источниками света, а вторая пара выступов - для установки светопрозрачной защитной панели.

Защитная панель выполнена из светопрозрачного стекла или полимерного материала, например, монолитного поликарбоната, различных форм и цветов. Светопрозрачная панель защищает светодиоды от воздействий внешней окружающей среды и учувствует в распределении светового потока от светодиодов.

Светодиоды могут быть расположены как равномерно, так и неравномерно по поверхности платы в зависимости от требуемой диаграммы направленности светового потока. Светодиоды соединены между собой последовательно в, по меньшей мере, одну ветвь, подключаемую к функциональному оборудованию. В ветви светодиодов могут быть включены светодиоды как одинакового, так и различного цвета. Для формирования заданных зон освещения ветви светодиодов могут быть выполнены на светодиодах с одинаковой диаграммой направленности излучения или с разной диаграммой направленности излучения, могут быть применены светодиоды различной мощности.

При необходимости получения наиболее яркого светового потока применяют светодиоды большей мощности, например, белого цвета, количество размещенных на плате светодиодов увеличивают, при этом посредством соединения модульных корпусов 1 осветительного устройства под разными углами добиваются максимального его световыделения.

Для соединения модульных корпусов 1 друг с другом также может быть использован, по меньшей мере, один соединительный элемент с расположенными на нем выступами и пазами повторяющейся формы, взаимокомплементарными выступам и пазам корпуса 1. Выступы и пазы расположены продольно вдоль всей длины элемента. На конце каждого выступа вдоль всей его длины выполнено шарообразное утолщение, а нижний край каждого паза сформирован в виде шарообразной выемки аналогичной формы, образованной вдоль всей дины паза. Соединение корпуса с соединительным элементом осуществлено по типу замкового соединения. Посредством соединительных элементов обеспечивается разъемное жесткое соединение корпусов 1 между собой.

Соединительный элемент может быть выполнен любой формы и изготовлен методом экструзии из алюминия или его сплавов, либо из полимерного высокопрочного материала с высокой степенью теплопроводности.

Соединительные элементы обеспечивают высокую прочность соединения корпусов друг с другом за счет большой площади трения соединительного элемента и корпуса 1, благодаря материалу изготовления соединительного элемента.

Использование соединительного элемента обеспечивает соединение корпусов 1 друг с другом под углом от 0 ° до 180 °.

Количество и размеры выступов (ребер) корпуса 1 могут быть различными, в зависимости от мощности и количества применяемых светодиодов и особенностей конструкции навигационной станции как осветительного устройства. Возможен вариант выполнения выступов и в виде декоративного рельефа.

Внутренние боковые поверхности полости корпуса снабжены продольными параллельными выступами, расположенными преимущественно на одинаковом расстоянии друг от друга. Выступы являются ребрами охлаждения: повышают теплоотвод от корпуса и служат элементами крепления во внутренней полости функционального оборудования, включающего в себя, в том числе, пускорегулирующее оборудование (блок питания и другие элементы). Поверхность выступов может быть выполнена с насечками (волнистой). Наличие насечек повышает поверхность теплоотвода. Корпуса 1 выполняют как несущую функцию для установленного в нем оборудования и функцию уличного освещения, так и функцию радиатора охлаждения, отводя тепло, выделяемое при работе светодиодами, в окружающую среду.

В каждом корпусе 1 или на его поверхности может быть установлено, по меньшей мере, одно функциональное оборудование.

Функциональное оборудование может быть расположено в индивидуальном корпусе 5, устанавливаемом во внутреннюю полость корпуса 1 путем фиксации между выступами, образованными во внутренней полости корпуса.

Индивидуальный корпус 5 для установки функционального оборудования (блок управления и пр.) может быть выполнен в виде полой коробки с герметично задвигаемой крышкой, установленной на плоском основании так, что площадь основания больше площади поперечного сечения коробки, что позволяет его устанавливать внутрь полости корпуса 1 между выступами боковых сторон. При этом размер коробки подбирается такой, что при установке ее с основанием в модульный корпус 1, между коробкой и выступами внутренней поверхности корпуса должно оставаться расстояние, обеспечивающие движение воздуха внутри корпуса 1. Корпус 5 для установки функционального оборудования выполнен из высокопрочного теплопроводного полимерного материала методом литья, или из алюминия или его сплавов методом экструзии.

На верхней поверхности модульного корпуса 1 могут быть выполнены вентиляционные отверстия, служащее для отвода тепла от светодиодной платы и блока питания. При чем, охлаждающий поток внутри корпуса организован таким образом, что, перемещаясь внутри корпуса он защищает функциональное оборудование от перегрева.

Благодаря выступам сверху и с боков к профилю корпуса 1 могут крепиться декоративные элементы, предназначенные для изменения внешнего вида навигационной и в то же время осветительной станции и привязки дизайна к окружающей архитектуре.

Питание между корпусами 1 может быть подключено вручную с помощью водозащищенных коннекторов IP-65. Сборка (соединение) корпусов 1 между собой осуществляется вручную.

К торцам профиля модульного корпуса 1 разъемно могут быть присоединены крышки 6. Торцевые крышки 6 выполнены методом литья под давлением или прессования из полимерного материала, имеющего высокую степень прочности и теплопроводности.

Торцевая крышка 6 может быть выполнена с, по меньшей мере, одной парой симметричных «Г»- образных выступов, образованных на наружной поверхности крышки и служащих для крепления платы со светодиодами и рассеивателем, так и для крепления торцевых декоративных элементов. Также торцевая крышка 6 может быть выполнена с, по меньшей мере, одним набором продольных выступов и пазов, взаимокомплементарным выступам и пазам соединительного элемента или корпуса 1. Торцевая крышка может быть предназначена для соединения корпусов торцевыми сторонами как под углом по отношению друг к другу, так и в одной плоскости.

В центральной части крышек 6 может быть выполнено сквозное отверстие, обеспечивающее конвекцию воздуха внутри корпуса осветительного устройства, с целью охлаждения установленного в нем оборудования. В крышке 6 могут быть выполнены, по меньшей мере, четыре отверстия, обеспечивающие надежное ее крепление к модульному корпусу посредством крепежных элементов (болтов, винтов).

Верхняя и боковые стороны крышки 6 могут быть выполнены, повторяющими по форме выступы на верхней и боковых наружных поверхностях модульного корпуса 1. Это обеспечивает возможность установки крепежных элементов на корпусе 1 без демонтажа крышек 6.

Торцевые крышки 6 могут быть выполнены в виде декоративных крышек, предназначенных для улучшения внешнего вида светильника, привязки дизайна светильника к окружающей архитектуре. Торцевые крышки 6 могут быть выполнены глухой выпуклой формы, либо со сквозным отверстием увеличенного размера.

Также, в одной из торцевых крышек 6 может быть выполнено отверстие для подвода электрического провода внутрь корпуса 1 к функциональному оборудованию.

Под функциональным оборудованием подразумеваются различные функциональные блоки, расположенные в корпусах 1 (и/или на внешней поверхности корпуса) навигационной станции, которые имеют степень защиты от пыли и влаги IP-68. Коммутация функциональных блоков между собой может происходить автоматически по беспроводным каналам с индикацией на ВЕБ сайте центра управления.

Функциональные блоки могут в себя включать: блок управления с системой передачи внутренних управляющих сигналов между блоками навигационной станции и с системой передачи внешних управляющих сигналов между навигационной станцией, БПЛА 9 и центром управления (управляющие сигналы могут быль различными), датчики GPS - Глонас, LoRa, датчики Wi-Fi, барометрический датчик высоты, блок ультразвуковой системы навигации и посадки БПЛА, блоки системы крепления, обогрева и хранения БПЛА, зарядное индукционное устройство для беспроводной зарядки аккумуляторов БПЛА, функциональный блок стационарной видеокамеры, датчик климатических условий (метеостанция 11) и пр. Также может устанавливаться такое дополнительное оборудование, как: акселерометр, видеокамера 8 и другое оборудование, не ограниченное вышеуказанным списком.

Навигационная станция, собранная из корпусов 1, установленных, например, на столбах уличного освещения 7 и/или опорах ЛЭП, с расположенным в(на) них функциональным оборудованием, образует своей поверхностью площадку для автоматической посадки БПЛА, подзарядки аккумуляторов БПЛА; обогрева БПЛА и его аккумуляторов; хранения в спящем режиме в случае возникновения сложных метеорологических условий, препятствующих безопасному полету.

Навигационная станция может быть установлена, как на стационарных опорных поверхностях (например, столбах уличного освещения 7 или мачтах высоковольтных ЛЭП или непосредственно на высоковольтных проводах ЛЭП или на трансформаторных подстанциях), так и на подвижных (мобильных) опорных поверхностях (например, на транспортном средстве).

Станции постоянно запитаны электроэнергией, необходимой для зарядки аккумуляторных батарей БПЛА. Для запитывания блоков навигации в дневное время, когда на линии освещения не подается питающее напряжение предусмотрен быстрый монтаж светодиодных панелей (при помощи соединительного элемента, закрепленного на солнечную панель и крепящегося посредством взаимокомплиментарных выемок на корпуса навигационной станции.

Крепление навигационной станции, на опорной поверхности может осуществляться различными способами, в том числе:

- с помощью универсального крепёжного устройства, установленного на поверхности модульного корпуса, и надеваемого на трубу (консоль) (фиг.3);

- с помощью самого корпуса квадратного или круглого, надеваемого на трубу (консоль) (фиг.2);

- с помощью венчающей опоры и пр.

Задачами навигационной станции являются: автоматическое определение координат местонахождения БПЛА 9 для автоматического управления и корректировки маршрута и времени полетов БПЛА 9, автоматическая посадка для отдачи/приемки и хранения груза 10, подзарядки БПЛА 9, его хранения и обогрева (освобождения от инея, снега, льда) неиспользуемых БПЛА (и их аккумуляторов) в спящем режиме, или в случае возникновения СМУ (сложных метеоусловий) препятствующих безопасному автоматическому полету БПЛА.

Навигационная станция может быть выполнена П – образной формы (из трех корпусов) или Н, Ш, Ж – образной (из пяти и более корпусов) и другой необходимой формы. Например, при выполнении площадки из трех, соединенных между собой методом задвигания, корпусов 1 (П – образной формы), два корпуса будут расположены параллельно друг другу и перпендикулярны третьему. Два параллельных корпуса, например, могут выполнены прямоугольными, а третий перпендикулярный им – круглым. При этом крепление третьего корпуса к двум параллельным корпусам может осуществляться при помощи соединения между собой, за счет взаимокомплементарных пазов 2 и выступов 3, торцевых крышек 6 двух параллельных корпусов 1 и боковой поверхности третьего корпуса 1. При этом между параллельными корпусами образовано пространство, необходимое для заведения троса 12 системы крепления груза БПЛА.

БПЛА 9, выполненный, например, в виде мультикоптера, может быть различных размеров, форм, иметь различную грузоподъемность и дальность полета. Задачами БПЛА являются: осуществление доставки различных грузов.

Каждый БПЛА 9 имеет систему крепления груза, выполненную в виде электрической лебедки с тросом 12, прикрепленной к нижней поверхности БПЛА 9, например, с помощью болтового соединения или с помощью иного широко известного метода соединения, нижний конец троса которой закреплен с контейнером в котором располагается груз 10, например, с помощью проушины, приваренной к контейнеру и пропущенного через нее конца троса и затем привязанного к проушине узлом, или с помощью карабина, соединенного с концом троса и заведенного в проушину, приваренную к контейнеру, или с помощью иного широко известного метода соединения. При подлете и посадке БПЛА 9 на станцию, трос 12 лебедки заводится в пространство между двумя параллельными корпусами 1 станции, шасси 13 БПЛА 9 становятся на корпуса 1 и трос 12 опускается для отдачи груза, расположенного в контейнере.

На БПЛА 9 может быть выполнена система жесткого автоматического крепления БПЛА 9 к навигационной станции для осуществления безопасной отдачи/приемки груза 10, обеспечения сохранности груза 10 при его отдаче/приемке, а также для подзарядки БПЛА 9, его обогрева и хранения в спящем режиме и в случаях наступления сложных метеоусловий. Данная система может быть выполнена, например, в виде электрической лебедки с тросом, установленной под БПЛА 9, например, с помощью болтового соединения или с помощью иного широко известного метода соединения. На нижнем конце троса закреплена прижимная пластина. Соединение нижнего конца троса с пластиной может быть выполнено, например, с помощью проушины, приваренной к пластине и пропущенного через проушину и затем завязанного на проушине конца троса, или с помощью одного из отверстий, выполненного в пластине и продетого через это отверстие конца троса и завязанного в узел под пластиной, или с помощью иного широко известного метода соединения. При касании шасси 13 БПЛА к месту навигационной станции пластина начинает подниматься, путем намотки троса, заведенного между двумя параллельными корпусами 1 станции, на барабан лебедки, прижимаясь к нижней поверхности станции и одновременно прижимая шасси БПЛА к верхней поверхности станции, препятствуя смещению БПЛА со станции даже при сильном боковом ветре, где БПЛА остается до окончания процедуры, зарядки, обогрева или снижения условий СМУ (сложным метеоусловий), препятствующих безопасному продолжению полета БПЛА.

Таким образом БПЛА может иметь одновременно две лебедки, одна из которых отвечает за систему крепления груза к БПЛА, а вторая за систему крепления БПЛА к навигационной станции. При этом лебедки и их тросы друг другу не мешают и могут работать независимо друг от друга.

Прижимная пластина системы крепления БПЛА 9 к навигационной станции может быть выполнена, например, из алюминия или его сплавов, или другого подходящего материала, может иметь сквозные отверстия, выполненные по всей площади пластины для уменьшения ее веса и материалоемкости. При этом в одно из этих отверстий может быть пропущен трос 12 лебедки системы крепления груза к БПЛА, например, в отверстие, расположенное рядом с узлом крепления нижнего конца троса лебедки с пластиной, что может дополнительно обеспечить беспрепятственную надежную работу двух систем, тем самым дополнительно повысив безопасность отдачи/приемки груза, сохранность груза и БПЛА при осуществлении отдачи/приемки груза, а также при подзарядке БПЛА, его обогреве и хранении в спящем режиме и в случаях наступления сложных метеоусловий.

Навигационная станция также может содержать систему жесткого автоматического крепления БПЛА для осуществления безопасной отдачи/приемки груза, обеспечения сохранности груза при его отдаче/приемке, а также для подзарядки БПЛА, его обогрева и хранения в спящем режиме и в случаях наступления сложных метеоусловий.

Данная система может быть выполнена в виде прижимной пластины и лебедки, расположенной под БПЛА (прижимная пластина может использоваться для крепления контейнера для перевозки груза и дополнительных многофункциональных блоков различного назначения). При подлете БПЛА к навигационной станции для совершения посадки, лебедка на тросе опускает прижимную пластину на некоторое расстояние с помощью УЗ ЛСП (ультразвуковой локальной системы позиционирования) производится автоматический завод на посадку БПЛА на навигационную станцию таким образом, чтобы выдвинутый трос заводился между двумя корпусами навигационной станции. При касании шасси БПЛА к корпусам навигационной посадочной станции, лебедка включается и прижимает пластину к навигационной станции. Пластина при прижимании может входить в контакт с взаимокомплиментарными выемками чем обеспечивается надежное крепление БПЛА на станции посадки, во время отдачи груза, обогрева, подзарядки и хранения БПЛА в спящем режиме на навигационной станции.

На БПЛА 9 установлено свое функциональное оборудование, с помощью которого БПЛА взаимодействует через беспроводные каналы связи с навигационной станцией.

При взаимодействии с навигационной станцией БПЛА 9 (мультикоптер) осуществляют автоматизированное следование по маршруту полета.

На БПЛА 9 могут быть установлены: датчики GPS - Глонас, ЛОРА, датчики Wi-Fi, барометрический датчик высоты, блок ультразвуковой системы навигации и посадки БПЛА, гироскоп с тремя степенями свободы, мобильная видеокамера и другое оборудование, не ограниченное вышеуказанным списком.

Питание навигационной станции, ее функциональных блоков и дополнительных датчиков блоков, необходимых для высококачественного функционирования может осуществляться от:

- индукционного модуля (токового трансформатора), преобразующего электромагнитное поле переменного тока, образующегося вокруг проводов высоковольтных ЛЭП, где в качестве источника возбуждения (первичная обмотка трансформатора) используется токонесущий провод ЛЭП. Вторичная обмотка трансформатора - тороидальная катушка с ферро магнитным сердечником. Модуль индукционного источника питания состоит из токового трансформатора, выпрямителя, аккумулятора энергии (ионистора) и преобразователя напряжения, который обеспечивает работу всех цифровых и аналоговых узлов функциональных модулей. Причем, при полете БПЛА вдоль ЛЭП, подзарядка может осуществляться от электромагнитного поля переменного тока ЛЭП во время полета БПЛА без необходимости посадки на навигационную посадочную станцию.

- сети питания 220v сети городского питания трансформаторной подстанции.

- альтернативных источников электроэнергии комплекса, состоящего из вертикальных ветрогенераторов, солнечных панелей, аккумуляторных батарей и пр.

- автономных генераторов на жидком топливе (бортовой системы электропитания, транспортных средств).

Блок управления (GSM коммутатор) расположен в корпусе навигационной станции и предназначен для сбора данных с функциональных блоков с помощью Bluetooth и передачи их на сервер центра управления с помощью GSM канала, также для приема управляющих команд с сервера центра управления и передачи их на функциональные блоки.

Датчики GPS – Глонасс, ЛОРА, размещенные на станции необходимы для определения координат местонахождения самой станции c погрешностью 50-150 метров, датчики Wi-Fi - для определения координат местонахождения самой станции c погрешностью 0,1-0,5 метров.

Барометрический датчик высоты, установленный на станции, используется для определения высоты нахождения станции относительно земли (10-15 метров), а также для приведения данных с датчиков, расположенных на всех станциях по маршруту полета БПЛА, к общей барометрической высоте их расположения.

Ультразвуковая система используется для ближней навигации БПЛА (мультикоптера) на станцию для подзарядки, обогрева и хранения (c погрешностью 0,01-0,05 метров).

Зарядное индукционное устройство необходимо для беспроводной зарядки аккумуляторов БПЛА.

Стационарная видеокамера может отслеживать полет БПЛА в автоматическом режиме, а также окружающую обстановку.

Датчики GPS - Глонасс, ЛОРА, размещенные на БПЛА необходимы для определения первичных координат местонахождения БПЛА при его полете. Может быть применена другая система передачи внешних и внутренних управляющих сигналов от БПЛА станции и наоборот. Система GPS - Глонасс используется для общей навигации БПЛА при полетах по маршруту вдоль линий ЛЭП, а именно обеспечивает: осуществление общего контроля местонахождения БПЛА (географических координат и высоты полета) в районе полетов вдоль линий передачи электроэнергии, первоначальное наведение БПЛА в зону расположения ИПМ (Исходный Пункт Маршрута), вывод БПЛА на зону расположения КПМ (Конечный Пункт маршрута) при пролете через зоны расположения ППМ (Промежуточные Пункты Маршрута).

Ультразвуковая система, расположенная на БПЛА, используется при полете БПЛА по маршруту над линиями передачи электроэнергии (и вдоль мачт - опор ЛЭП) для ближней навигации с целью посадки БПЛА на навигационную станцию для подзарядки, обогрева и хранения.

Мобильные камеры видеонаблюдения, установленные на БПЛА отлёживают полет БПЛА в автоматическом режиме, исключая столкновения БПЛА с внезапно возникшими препятствиями, а также могут следить за окружающей обстановкой.

Барометрический датчик высоты, установленный на БПЛА, используется для определения высоты БПЛА, и расчета эшелона его полета относительно приведенной барометрической высоты (до 5-ти эшелонов с разницей по высотам 10 метров между каждым эшелоном).

Гироскоп с тремя степенями свободы, установленный на БПЛА необходим как для обеспечения заданного направления при полете по маршруту вне зависимости от эволюций самого БПЛА по курсу, крену и тангажу, так и для управления БПЛА по данным параметрам.

Обеспечение определения координат и высот полётов БПЛА по автоматическим маршрутам вдоль линий освещения в следующем порядке:

1. С помощью датчиков определения координат GSM-ГЛОНАС (погрешность 50-150 метров), обеспечивается первоначальное определение координат БПЛА и вывод его в район действия сигнала Wi-Fi роутера (погрешность 0,1-0,5 метров).

2. Стационарные барометрические датчики, расположенные на навигационных станциях, обеспечивают данными о приведённой минимальной высоте их расположения относительно земли (10-15 метров), мобильный барометрический датчик (расположенный на БПЛА) обеспечивает заданные эшелоны полетов БПЛА, относительно приведенной барометрической высоты (до 5-ти эшелонов с разницей по высотам 10 метров между каждым эшелоном).

3. Выведенный в зону действия Wi-Fi датчиков БПЛА (по данным GPS-ГЛОНАС), поступает под управление системой Wi-Fi и методом триангуляции (определения координат по скорости передачи и возврата радиосигнала по трем и более ближайшим датчикам Wi-Fi, расположенных на навигационных станциях) выводится на ИПМ (исходный пункт маршрута) и далее через ряд ППМ (промежуточный пункт маршрута) на КПМ (конечный пункт маршрута) с погрешностью 0,1-0,5 метров. С помощью данного датчика фиксируется время и пролета БПЛА через ИПМ и далее ППМ.

4. Время и барометрическая высота пролета БПЛА через ИПМ и ППМ фиксируется с помощью барометрических датчиков измерения приведенной высоты.

5. Стационарные видеокамеры так же фиксируют время, координаты и высоту полетов БПЛА через ИПМ, ППМ и КПМ

6. Мобильная видеокамера, расположенная на БПЛА обеспечивает безопасный полет БПЛА по маршруту над линиями освещения в части защиты от столкновения БПЛА с препятствиями и другими БПЛА входящими в данную систему. А также выявляет полеты несанкционированных БПЛА в районе своего полета по автоматическому маршруту

7. Оператор, контролирующий полеты групп БПЛА на выделенном ему маршруте полета (зоне ответственности) может взять управление одного БПЛА под свое личное управление через систему отображения информации на управляющем Сайте (в режиме реального времени) так и через видеокамеры, расположенные как стационарно на навигационных станциях, так и мобильно на самом БПЛА.

8. По мере конца зарядки аккумуляторных батарей (примерно через 30 минут полета при скорости 150 км/ч (на дальности 75 км)) БПЛА по Wi-Fi сигналу автоматически выводится на площадку навигационной станции, где он может подзарядиться и обогреться.

9. Ориентация и посадка БПЛА (мультикоптера) по системам автоматических креплений на площадке станции осуществляется с помощью ультразвуковых датчиков, расположенных на БПЛА и станции (c погрешностью 0,01-0,05 метров).

10. Такие объекты как ветки и листва деревьев, имеющих тенденцию к разрастанию в зоне линий освещения и высоковольтных линий также могут контролироваться с помощью ультразвуковых датчиков, расположенных на БПЛА в автоматическом режиме при полете по маршруту.

11. В случае наступления режима СМУ (сложных метеоусловий) и иных аварийных ситуаций, автоматически или по приказу оператора, одиночный БПЛА или группа БПЛА с помощью ультразвуковых датчиков совершают посадку на станции и автоматически прикрепляются к ним, например, электромагнитными зажимами или специальной прижимной пластиной, и переходят в «спящий режим» и подзарядку.

12. При отмене режима СМУ по указаниям оператора БПЛА продолжают свои маршруты в заданном направлении и на заданных высотах. При чем, для обеспечения безопасности полетов БПЛА (мультикоптеры) сначала взлетают строго вертикально и занимают заданный эшелон, а затем продолжают свой маршрут в заданном направлении и на заданном эшелоне.

13. В случае прибытия БПЛА на КПМ и совершения им вертикальной посадки все БПЛА находящиеся в районе посадки БПЛА в радиусе 150-300 метров прекращают горизонтальное перемещение и переходят в режим «зависания», до прекращения этим БПЛА вертикального снижения и посадки и закрепления на станции с помощью зажимов для разгрузки груза. В дальнейшем все БПЛА продолжают свои полеты по заданным маршрутам на заданных высотах полёта.

Подзарядка, хранение и обогрев (освобождение от капель воды, инея, снега и льда) БПЛА (мультикоптера) осуществляется на площадке навигационной станции с возможностью механического закрепления БПЛА (мультикоптер) на станции вместе с перевозимым грузом. Закрепление БПЛА (мультикоптера) обеспечивает его надежную фиксацию на станции. Контроль и защита от действий вандалов (охотники стрелки, по БПЛА, высоковольтным изоляторам, осветительным комплексам и прочим объектам осветительных и высоковольтных комплексов) может осуществляться с помощью видеокамеры, с возможностью передавать сигналы на соседние БПЛА (мультикоптеры), для преследования нарушителя до момента задержания его правоохранительными органами

Подзарядка БПЛА может осуществляться на навигационной станции следующим образом:

- с помощью индукционных токов напряжением 12-220v вырабатываемых индукционной катушкой вышеуказанной станции.

- с помощью индукционного модуля, преобразующего электромагнитное поле переменного тока, образующегося вокруг проводов высоковольтных ЛЭП.

- с помощью инфракрасного источника тепла (инфракрасного обогревателя, размещенного в/на корпусе станции).

Скорость подзарядки БПЛА от навигационной станции не более 5 часов. Время полета БПЛА без подзарядки – не менее 30 мин.

Также возможна подзарядки БПЛА при полете вдоль высоковольтных линий ЛЭП от линий магнитной индукции наводимой высоковольтных проводами ЛЭП, что еще больше увеличивает дальность действия диагностического комплекса, снижает затраты на размещение промежуточных станций подзарядки БПЛА, позволяет использовать систему в более широком диапазоне.

Ориентация и посадка БПЛА (мультикоптера) осуществляется с помощью ультразвуковых датчиков, расположенных на БПЛА и станции (c погрешностью 0,1 метра).

Для исключения падения БПЛА на дорожное покрытие, землю, людей, в случае их повреждения или, например, столкновения, между опорами линии освещения и ЛЭП может быть натянута крупноячеистой сетка, выполненная, например, из полимерного материала шириной 3-5 метров. Сетка может быть использована как основа для вечерней и праздничной иллюминации (дополнительной подсветки улиц, дворов, проездов, декоративная подсветка и т.д.).

Также на навигационных станциях может осуществляться, обогрев аккумуляторной батареи БПЛА и самого БПЛА при его хранении на станции и осуществлении полетов в критически низких температурах в районах крайнего севера (от – 40 до -60 град. Цельсия). Система обогрева исключает образование снега и наледи как на самом БПЛА, так и на станции.

Обогрев может осуществляется за счет инфракрасного источника тепла, например, обогревательной пластины (по принципу обогревателей ПЛЭН или нихромовых нитей, расположенных в текстолитовом корпусе), имеющей толщину, достаточную для размещения (задвигания) ее в пазы модульного корпуса.

И для обогрева и посадки БПЛА модульный корпус станции размещен обогревающим блоком вверх, а не вниз, при наличии на нем осветительной платы.

Взаимосвязь между всеми элементами комплекса осуществляется по беспроводным каналам. Например, связь между отдельными функциональными блоками с блоком управления, установленными на одной навигационной станции, может осуществляться по Bluetooth. Связь между навигационной станцией (ее блоками) и БПЛА осуществляется по Wi-Fi, LoRA WAN, GPS-ГЛОНАСС, GSM или другим закодированным цифровым сигналам. Связь между БПЛА и центром управления осуществляется посредством блока управления, расположенного на навигационной станции. Поэтому полет БПЛА в автоматическом режиме ведется по координатам, определяемым с помощью блоков навигационной станции в автоматическом режиме, с навигационной станции приходят и уходят управляющие сигналы с центра управления. Связь осуществляется для «доклада» о местонахождении БПЛА по координатам GPS-ГЛОНАСС, координатам Wi-Fi, LoRA WAN, о маршруте времени и координатах прохода КПМ, ИПМ и прибытия на КПМ, а также для получения задания БПЛА от центра управления для изменения автоматического маршрута полета БПЛА или для его экстренной посадки на станции.

На фиг.8 представлена схема передачи информации между функциональными блоками и блоком управления навигационной станции и центром управления. В каждой навигационной станции, установленной на опорной поверхности, расположен свой блок управления. Данные собираются или передаются с/на функциональный блок на блок управления по сигналу Bluetooth – это связано с тем что сигнал Bluetooth маломощный и различных функциональных блоков очень много по направлениям (функционалу) в одной географической координате, и одинаковые по назначению функциональные блоки могут иметь различные географические координаты места расположения станций.

Эти данные поступают на блок управления, где они временно хранятся в файлах, в зависимости от своего функционала, с обязательной информацией о географических координатах их сбора.

Далее посредством комплекса серии сигналов Wi-Fi, LoRa WAN, управляющего сигнала (по питающим проводам и др.) эта информация поступает на центральный сервер с привязанными географическими координатами местонахождения каждого сигнала, причем при отправке блок управления обнуляется. Информация поступает от одного блока управления к следующему блоку управления с помощью вышеуказанного комплекса серии сигналов Wi-Fi, LoRa WAN, управляющего сигнала (по питающим проводам и др.).

Вся информация поступает в центр управления и храниться на центральном сервере с привязкой в зависимости от:

- Функционала (информационной принадлежности) (метеостанции отдельно, счетчики отдельно, видеонаблюдение отдельно)

- Географических координат

- Времени сбора

И в зависимости от допуска эта информация размещается на отдельных Веб Сайтах или на отдельных закладках одного Веб Сайта с различными информационными допусками. В некоторых случаях можно совмещать информацию, поступившую с различных функциональных блоков на одном сайте и накладывать на карту, например, Гугл карту или Яндекс карту в различных режимах просмотра с различной масштабной сеткой.

На фиг.9 представлена схема передачи информации между функциональными блоками и навигационной станцией (блоком управления), БПЛА и навигационной станцией, навигационной станцией и центром управления (сервер сбора, обработки и управления данными).

Передача собранной информации о текущем стоянии элементов высоковольтных линий воздушной передачи электроэнергии для последующей обработки, анализа и хранения осуществляется на сервер центра управления.

Центр управления включает в себя сервер (программный комплекс, предназначенный для сбора, хранения, обработки и предоставления на пользовательский уровень комплекса информации широкого спектра с энергообъектов), автоматизированное рабочее место оператора, который в свою очередь с ПК может отслеживать, через определенный интернет ресурс (сайт полета БПЛА), местонахождение БПЛА, как в полете, так и на подзарядке по всему протяжению маршрута, а также данные с видеокамер БПЛА, со станций навигации и данные о метеоусловиях в районе полета БПЛА. При необходимости оператор может вмешаться в процесс работы комплекса. Контролируя полеты групп БПЛА на выделенном ему маршруте полета (зоне ответственности) оператор может взять управление одного из БПЛА под свое личное управление через систему отображения информации на управляющем сайте (в режиме реального времени) так и через видеокамеры, расположенные как стационарно на станции, так и мобильно на самом БПЛА.

Преимуществом автоматической системы доставки груза с помощью маршрутных полетов БПЛА (мультикоптеров) по линиям передачи электроэнергии ЛЭП является:

1. Возможность более простого согласования полетов БПЛА в городе с государственными контролирующими органами. Если БПЛА зарегистрирован в системе, то он автоматически получает разрешение на полеты вдоль линий передачи электроэнергии ЛЭП.

2. Возможность упорядоченности большого числа полетов БПЛА вдоль линий передачи электроэнергии ЛЭП, позволяет значительно увеличить пропускную способность (трафик), что ускорит процесс доставки груза с помощью БПЛА.

3. Упорядоченное перемещение БПЛА вдоль ЛЭП, сведет к минимуму аварийные ситуации, связанные с летными пришествиями с участием БПЛА.

4. Низкая себестоимость, простота монтажа и обслуживания комплекса БПЛА для доставки груза, высокая скорость развертывания системы.

5. Возможность постоянного контроля за полетами всех БПЛА вдоль линий передачи электроэнергии ЛЭП с целью, снижения аварийности, и предотвращения несанкционированных полетов БПЛА

6. Возможность передачи на аутсорсинг систем организации полетов БПЛА в городе (что обеспечит ее быстрое распространение системы БПЛА – высокую коммерциализацию)

7. Высокая безопасность полетов БПЛА в городе для (населения, сооружений наземного, воздушного, водного транспорта и пр.), которая обеспечивается возможностью обеспечения высокой степени контроля полетов БПЛА по маршрутам вдоль линий передачи электроэнергии ЛЭП.

8. Простое распространение системы для населения. Пользователям системы, (коммерческим организациям, транспортно-логистическим компаниям, жителям частных домов, жителям жилых комплексов) достаточно приобрести корпуса для станции и присоединить их к опоре освещения, автоматически подключиться к программному обеспечению системы (возможно через мобильное приложение с введение соответствующих кодов и лицензий) для того чтобы в дальнейшем отправлять и получать товары с доставкой с помощью данной системы.

9. Увеличение охвата мест отправки и приемки грузов при помощи БПЛА.

10. Возможности использования на БПЛА при наступлении «времени Ч», для размещения на них модульных комплексов РЭБ радиоэлектронной борьбы (в контейнерах для грузов), для постановки активных радиопомех помех (например, по каналам GSM-ГЛОННАС, GPS и пр.) для срыва террористических атак при помощь дистанционных управляемых средств нанесения удара. Осуществляется подъемом нескольких БПЛА с прикрепленными на них блоками РЭБ на высоту около 5 км для наибольшего покрытия зоны действия средств радиоэлектронной борьбы.

Обоснованность выбора линий осветительных комплексов и высоковольтных линий электропередачи для обеспечения автоматических полетов БПЛА (мультикоптер) вдоль них с целью доставки груза.

1. Осветительные комплексы и высоковольтные комплексы постоянно запитаны электроэнергией необходимой для зарядки аккумуляторов БПЛА.

2. В случае применения БПЛА (мультикоптеров) на высоковольтной линии, может быть использован индукционный модуль преобразования индукционных реверсивных токов вокруг высоковольтных проводов, для преобразования их в постоянный (переменный) электрический ток пониженного напряжения для питания навигационной станции БПЛА (мультикоптеров), датчиков модулей и блоков автоматической навигации БПЛА по каналам GPS, GSM, Wi-Fi, ультразвуковым датчикам. А также для питания дополнительных датчиков модулей (блоков).

3. Хранение неиспользованных БПЛА (мультикоптеров) на осветительных и высоковольтных линиях, расположенных на мачтах освещения и мачтах – опорах высоковольтных ЛЭП позволяет уменьшить вред вандалов для БПЛА.

4. На осветительных и высоковольтных линиях можно быстро и просто разместить дополнительные функциональные модули (блоки) необходимые для точной и безопасной навигации БПЛА вдоль линий освещения, высоковольтных линий ЛЭП.

5. Линии освещения и высоковольтные линии расположены в местах наиболее удобного расположения для их обслуживания, и функциональных модулей, расположенных на них.

6. Линии освещения и высоковольтные линии имеют уже длительное время опробованную и используемую систему, оборудование, машины и механизмы для безопасного их обслуживания и ремонта, согласованными с нормативными документами.

7. Линии освещения и высоковольтные линии связаны в единую энергосистему, позволяющие использовать их для организации и быстрого развертывания системы автоматических полетов БПЛА (мультикоптеров).

8. Порядок согласования автоматических полетов БПЛА (мультикоптеров), вдоль заданных и неизменных со временем маршрутов полетов вдоль линий освещения и высоковольтных линий ЛЭП, намного проще согласовать с государственными регулирующими и надзорными органами. Автоматические маршруты полетов БПЛА согласовываются один раз на большое количество полетов. Не требуется уведомления РЦ УВД о проведении полетов каждого единичного БПЛА.

9. Контроль санкционированных полетов БПЛА (мультикоптеров) гораздо проще проводить по их заранее запрограммированным автоматическим маршрутам вдоль осветительных и высоковольтных комплексов.

10. Также при разрешенных полетах БПЛА (мультикоптеров) для доставки грузов вдоль линий освещения и высоковольтных линий гораздо проще выявлять и уничтожать (захватывать) несанкционированные полеты чужих БПЛА.

11. В особо ответственных участках полетов БПЛА (мультикоптеров) зону можно ограничивать натяжением крупноячеистой сетки из полимерных нитей. Что позволяет защитить людей, животных, строительные объекты и объекты транспортной инфраструктуры от попадания (падения) на них БПЛА (мультикоптеров) в случае аварии. Данную защитную сетку можно использовать для размещения на ней светодиодной архитектурной праздничной иллюминации.

12. Контейнеры для перевозки грузов можно использовать для размещения средств РЭБ (радиоэлектронной борьбы) для борьбы с террористическими актами

Общий порядок работы системы доставки груза осуществляется следующим образом:

Предварительно собирают навигационную станцию необходимой формы, например, П – образной из трех корпусов, путем соединения корпусов друг с другом методом задвигания (при соединении корпусов могут использоваться соединительные элементы и торцевые крышки). Внутрь, по меньшей мере, одного корпуса или на внешнюю его поверхность устанавливается функциональное оборудование, например, датчики инструментального контроля навигации: блок определения координат GPS-ГЛОНАСС, блок определения координат и управления БПЛА по Wi-Fi сигналам, блок определения координат и управления БПЛА по Li-Fi сигналам, блок определения координат и управления БПЛА по сигналам LoRa WAN, блок метеостанции, блок посадки и крепления БПЛА при хранении его в спящем режиме на ОСН (он же используется как блок приёма и отгрузки груза, размещенного в подвесном контейнере), индукционный блок подзарядки БПЛА, блок обогрева БПЛА, блок предполетной проверки БПЛА, ультразвуковой блок автоматической посадки БПЛА на ОСН и другие блоки, не ограниченные вышеуказанным списком и назначением, а также датчики визуального контроля навигации: видеокамера наблюдения за земной поверхностью и окружающей территорией в ограниченной зоне автоматических полетов БПЛА (антивандальная), видеокамера наблюдения за районом автоматических маршрутов полетов БПЛА (визуальный контроль пролетов БПЛА) и другие блоки, не ограниченные вышеуказанным списком и назначением. Все блоки могут размещаться как в одном, так и в нескольких быстро присоединяемых, автоматически коммутирующих с центром управления (по сигналу Bluetooth, LoRa WAN, инфракрасным волнам и пр.) модульных корпусах навигационной станции.

Собранная навигационная станция монтируется, например, на мачтах - опорах ЛЭП. На станции размещают БПЛА, на котором также могут размещать функциональное оборудование, такое как, датчики инструментального контроля навигации: блок определения координат GPS-ГЛОНАСС, блок определения координат и управления БПЛА по Wi-Fi сигналам, блок определения координат и управления БПЛА по Li-Fi сигналам, блок определения координат и управления БПЛА по сигналам LoRa WAN, блок посадки и крепления БПЛА при хранении его в спящем режиме на станции (он же может использоваться как блок приёма и отгрузки груза, размещенного в подвесном контейнере), индукционный блок подзарядки БПЛА, блок обогрева БПЛА, блок предполетной проверки БПЛА, ультразвуковой блок автоматической посадки БПЛА на станцию, исполнительный блок (для расчета отклонений от ЛЗП (линии заданного пути) и автоматической корректировки маршрута БПЛА при его полете по ЛФП (линии фактического пути), с корректировкой по допустимому ЛБУ (линейному боковому уклонению) и времени прохождения ИМП, ППМ, КПМ (Исходного, Промежуточного, Конечного Пунктов Маршрута) в ограниченном и согласованном районе автоматических маршрутов полетов БПЛА и другие блоки, не ограниченные вышеуказанным списком и назначением, а также датчики визуального контроля навигации: видеокамера наблюдения за земной поверхностью и окружающей территорией в ограниченной зоне автоматических полетов БПЛА (антивандальная), видеокамера наблюдения за районом автоматических маршрутов полетов БПЛА (визуальный контроль пролетов БПЛА) и другие блоки, не ограниченные вышеуказанным списком и назначением.

При получении задания БПЛА выдвигается в точку отдачи/приема груза. БПЛА двигаясь по автоматическому маршруту вдоль линии освещения или высоковольтных ЛЭП входит в зону приёма ультразвукового датчика определения координат, с помощью которого осуществляется его посадка на станцию, трос заводится между двумя параллельно расположенными корпусами, и при касании шасси БПЛА к станции контейнер с грузом притягивается и прижимает БПЛА к станции (при наличии второй лебедки с прижимной пластиной на БПЛА, БПЛА к станции притягивается и прижимается пластиной и контейнером с грузом), затем получив сигал от отправителя/получателя (например: с помощью смартфона), который находится в визуальной видимости (или под станцией), контейнер с помощью лебедки опускается до отправителя/получателя (при наличии второй лебедки с прижимной пластиной на БПЛА, контейнер с грузом с помощью своей лебедки опускается до отправителя/получателя, а пластина остается на своем месте, прижатой снизу станции, прижимая соответственно БПЛА к верхней поверхности станции), при возможной видеофиксации момента получения и отправки груза и комплексной проверки получателя/отправителя с помощью нескольких способов инструментального и визуального контроля (вплоть до личной ЭЦП). Отправитель/получатель вынимает/кладет груз в/из контейнера. Уведомляет транспортного оператора и отправителя груза о получении и времени получения/отправления груза.

Определение получателя может осуществляться при помощи смартфона, в котором записаны индивидуальные данные получателя/отправителя, согласно заказу на доставку груза. Что позволяет отправлять и получать грузы с помощью смартфона с любой точки города где развернута данная система.

Собранная информация для хранения, обработки и предоставления на пользовательский уровень поступает на сервер центра управления. Взаимодействие между элементами комплекса осуществляется посредством беспроводной связи. Связь навигационной станцией с БПЛА и навигационной станции с центром управления осуществляется с использованием алгоритма трилатерации по каналам Wi-Fi и/или LoRA WAN и/или GPS-ГЛОНАСС и/или GSM и/или УЗ (ЛСП) (ультразвуковой локальной системы позиционирования). В зависимости от этапов полетов БПЛА вдоль линий освещения и/или высоковольтных линий ЛЭП. Для общего контроля местоположения БПЛА во время полета используется система GPS-ГЛОНАСС, для более точного определения координат и управления БПЛА вдоль выделенной и согласованной зоны маршрута полета используются сиcтемы GSN, Wi-Fi (возможно Bluetooth и LoRA WAN), и при посадке БПЛА на Навигационную станцию подзарядки и отдачи груза используется УЗ (ЛСП).

Заявленная система доставки груза, выполненная вышеуказанным образом позволяет добиться повышенной надежности и эффективности работы таких систем, обеспечивает увеличение безопасности, длительности и дальности полета БПЛА, за счет обеспечения возможности до зарядки аккумуляторных батарей БПЛА, обогрева и хранения БПЛА в процессе прохождения маршрута, в том числе при критически низких температурах, упрощение приема и отдачи груза, а также повышение степени сохранности груза, за счет выполнения простой, безопасной и надежной системы крепления груза и системы крепления БПЛА к навигационной станции, повышение точности и сокращение сроков доставки грузов, упрощение монтажа, демонтажа, сборки и обслуживания системы, возможность замены или дополнения элементов системы в процессе эксплуатации без необходимости их демонтажа с опорной поверхности, возможность использования системы при любых погодных условиях, в том числе в районах крайнего севера, уменьшение количества возникновения аварийных ситуаций.

Изобретение относится к доставке грузов с применением беспилотных летательных аппаратов (БПЛА). Система доставки груза включает опорную поверхность, размещенную на опорной поверхности навигационную станцию с площадкой для приема БПЛА, взаимодействующего по беспроводному каналу связи с указанной площадкой, центр управления, систему крепления груза. Навигационная станция выполнена из модульных корпусов, на наружной поверхности которых выполнены пазы и выступы, наружная поверхность которых образует площадку для приема БПЛА. Два корпуса выполнены параллельно друг другу, между ними образован проем. Площадка для приема БПЛА выполнена с возможностью беспроводной зарядки, обогрева и хранения БПЛА. Модульный корпус навигационной станции содержит, по меньшей мере, одно функциональное оборудование, а система крепления груза выполнена в виде лебедки, установленной на БПЛА, нижний конец троса которой соединен с контейнером. Обеспечивается повышение надежности и эффективности работы системы доставки груза, упрощение приема и отдачи груза, повышение точности и сокращение сроков доставки грузов. 17 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Система доставки груза, включающая, по меньшей мере, одну опорную поверхность, размещенную на опорной поверхности навигационную станцию с площадкой для приема, по меньшей мере, одного беспилотного летательного аппарата, беспилотный летательный аппарат, взаимодействующий по беспроводному каналу связи с указанной площадкой, центр управления, систему крепления груза, отличающаяся тем, что навигационная станция выполнена из модульных корпусов, на наружной поверхности которых выполнены пазы и выступы, наружная поверхность которых образует площадку для приема, по меньшей мере, одного беспилотного летательного аппарата, причем, по меньшей мере, два корпуса выполнены параллельно друг другу, между которыми образован проем, причем площадка для приема, по меньшей мере, одного беспилотного летательного аппарата выполнена с возможностью беспроводной зарядки, обогрева и хранения беспилотного летательного аппарата, при этом, по меньшей мере, один модульный корпус навигационной станции содержит, по меньшей мере, одно функциональное оборудование, а система крепления груза выполнена в виде лебедки, установленной на БПЛА, нижний конец троса которой соединен с контейнером.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что навигационная станция выполнена из, по меньшей мере, трех модульных корпусов.

3. Система по п.1, отличающаяся тем, что пазы и выступы, выполненные на наружной поверхности модульных корпусов, взаимокомплементарны пазам и выступам соединительного элемента и/или таких же модульных корпусов для соединения корпусов между собой под разными углами.

4. Система по п.1, отличающаяся тем, что модульный корпус представляет собой замкнутый профиль удлиненной прямоугольной или круглой формы.

5. Система по п.1, отличающаяся тем, что модульный корпус навигационной станции содержит торцевые крышки.

6. Система по п.5, отличающаяся тем, что торцевые крышки выполнены с, по меньшей мере, одной парой симметричных Г-образных выступов, образованных на наружной поверхности крышки и служащих для крепления платы со светодиодами и рассеивателем.

7. Система по п.5, отличающаяся тем, что торцевые крышки выполнены с, по меньшей мере, одним набором продольных выступов и пазов, взаимокомплементарных выступам и пазам соединительного элемента или корпуса.

8. Система по п.3, отличающаяся тем, что выступы и пазы соединительного элемента расположены продольно вдоль всей его длины.

9. Система по п.8, отличающаяся тем, что на конце каждого выступа соединительного элемента вдоль всей его длины выполнено шарообразное утолщение, а нижний край каждого паза сформирован в виде шарообразной выемки аналогичной формы, образованной вдоль всей дины паза.

10. Система по п.1, отличающаяся тем, что функциональное оборудование установлено внутри и/или на наружной поверхности модульного корпуса навигационной станции.

11. Система по п.1, отличающаяся тем, что на навигационной станции и на БПЛА установлены, по меньшей мере, по одной видеокамере.

12. Система по п.1, отличающаяся тем, что связь навигационной станции с БПЛА и навигационной станции с центром управления осуществляется с использованием алгоритма трилатерации по каналам Wi-Fi, и/или LoRA WAN, и/или GPS-ГЛОНАСС, и/или GSM, и/или ультразвуковой локальной системы позиционирования.

13. Система по п.1, отличающаяся тем, что в модульном корпусе навигационной станции установлен инфракрасный источник тепла, обеспечивающий обогрев станции, БПЛА и его аккумуляторов.

14. Система по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит систему жесткого автоматического крепления БПЛА для его подзарядки, обогрева, хранения в спящем режиме и в случаях наступления сложных метеоусловий.

15. Система по п.14, отличающаяся тем, что система жесткого автоматического крепления БПЛА содержит ультразвуковые датчики, расположенные на БПЛА и навигационной станции.

16. Система по п.14, отличающаяся тем, что система жесткого автоматического крепления БПЛА выполнена в виде электрической лебедки с тросом, установленной на БПЛА, на нижнем конце троса которой закреплена прижимная пластина.

17. Система по п.16, отличающаяся тем, что прижимная пластина выполнена со сквозными отверстиями по всей ее площади.

18. Система по п.17, отличающаяся тем, что в одно из сквозных отверстий пропущен трос лебедки системы крепления груза.