Мультикоптер по принципу матрешки или «ловца снитча»?


    Не секрет что главной проблемой дронов на батарейках является время работы в режиме полета. Решать ее часто предлагают либо переходом на более энергоемкий источник энергии, либо удаленной зарядкой. Оригинальное решение в виде установки на коптер солнечных батарей, или работу от длинного провода я в данном случае я не беру в расчет.

    Мое же решение намного проще, дешевле… и напоминает процесс игры с известной всему миру игрушкой.

    Для начала я приведу примеры технологий, которые лягут в основу «матрешки».


    Дрон с руками для захвата предметов. Это будет основа для возможности обеспечения процесса замены аккумуляторов.

    Так же есть патент от IBM, который описывает систему «воздушной эстафеты». Беспилотники в этом случае будут иметь подвижную направляющую пластину, установленную в нижней части, где пакет удерживался бы на месте в конце выдвижной платформы, снабженной электромагнитным соединительным устройством. Между тем на верхней стороне находилась бы специальная рука с док-станцией на конце.



    При заказе посылки работники склада упаковывали и отправляли бы товар покупателю, используя дрон. Между тем, клиент отправлял бы собственный беспилотник навстречу для перехвата. Оба устройства работая под управлением «облака» встретились бы в определенной точке.

    При «встрече» аппарат грузоотправителя опускал пакет на платформу, в то время как второй раскрывал бы верхние руки, которые соединялись с блокировкой. На дроне грузоотправителя пакет соединен с кольцом, которое перемещалось вдоль связанных лопастей. После стыковки с получателем происходил синхронный наклон дронов, после чего кольцо скользит вниз по лопасти от дрона грузоотправителя к приемщику, беря с собой пакет. После того как кольцо закреплено на БПЛА получателя, его платформа скользит вниз, чтобы обеспечить электромагнитную защиту пакета прежде, чем он будет подготовлен и закреплен. Затем два БПЛА разъединяются и уходят в исходные точки.

    Теперь перейдем к «принципу разделения масс».

    Во-первых, разберем на основные составляющие обычный квадрокоптер.
    Большинство из них состоят из источника питания; движущих механизмов и полезной нагрузки.

    Во-вторых, взаимосвязь этих элементов условна, и замена на аналоговые элементы с других коптеров вполне допускается. Варьировать нагрузку на источник питания можно изменяя вес полезной нагрузки, или немного убирая вес с движущих механизмов (что может сказаться на прочности и надежности дрона).

    Ключевой ограничитель — источник питания во всей этой «триаде» самое слабое звено. Именно эту слабость легче всего «лечить» методом замены, но не на земле… а в воздухе!

    Для решения задачи долговременного пребывания в воздухе нам понадобится небольшой квадрокоптер, с функцией доставки аккумулятора к основному дрону. Там уже произойдет «стыковка» и «перезарядка» большого мультикоптера с помощью руки-манипулятора (по аналогии с патентом IBM).

    Таким образом дрон сможет находится в точке неограниченно долго, или летать от точки заряда в воздухе (при условии возможности при необходимости заряда «состыковаться с заправщиком»).

    В результате этого решения устраняются лишние траты энергии на опускание-подъем, а также есть еще возможность замены части полезной нагрузки в воздухе (все той же робо-рукой).

    Со стороны, процесс будет смотреться как раскладывание матрешки. Особенно если дронов зарядки будет несколько, и они будут разного размера (но все равно меньше главного коптера).

    Алгоритм работы малого дрона зарядки будет такой:



    • подлет к «ногам» главного коптера для фиксации(стыковки) с робо-рукой
    • разгрузка-погрузка в зафиксированном положении
    • опускание с «старым» акб, или ненужной «полезной нагрузкой» вниз

    Этот вариант перезарядки не единственный по моему мнению. Есть еще один экзотический. Тут я уже проведу аналогию с сказкой – Гарри Поттером, а конкретнее его игрой в Квидич.

    В процессе игры волшебники ловили неуловимый шар с крыльями. Как бы странно это не звучало, я предлагаю делать то же самое дрону в воздухе, только в нашем случае «снитч» будет аккумулятором с двумя направляющими крыльями-контактами.



    Летать наш шарик будет правда по баллистической траектории, выпущенный из пневмо-пушки в небо. Поймать его дрону нужно будет «перчаткой»-манипулятором, и далее втянуть в себя для «употребления». После разряженный снитч-дрон просто сбрасывается вниз на сетку приема, или по аналогии с патентом управляемого спуска посылки от Amazon плавно опускается на парашуте.

    Стоит отметить что ловить предметы манипулятором на скорости дроны уже научились. Так одной команде разработчиков удалось создать квадрокоптер, который способен хватать «добычу» в полете с помощью трехпалого когтя. Этот коптер таким образом имитирует поведение белоголовых орлов, при этом процесс происходит очень быстро (2-3 м/с).


    видео «охоты орла».

    Так же есть более простой пример уже в движении двух объектов «охоты».


    Таким образом можно будет избежать лишних трат энергии на подъем аккумулятора, и его спуск, но возрастет риск промаха. Дрон-матрешка конечно в этом плане более надежный вариант.

    Только зарегистрированные пользователи могут участвовать в опросе. Войдите, пожалуйста.

    Какая идея лучше?

    • 28,6%Мультикоптер-матрешка6
    • 71,4%мультикоптер – ловец шара(снитча)15
    AdBlock похитил этот баннер, но баннеры не зубы — отрастут

    Подробнее
    Реклама

    Комментарии 16

      +2
      Всё гораздо проще. Размещаем на крыше зданий площадку для коптеров.
      Коптер забирает посылку и несёт на такую промежуточную площадку. Там её забирает уже подзаряженный дрон и несёт дальше. Предыдущий дрон остаётся заряжаться.
      Только вся эта возня с дронами, ИМХО, более чем рекламной акции не уйдёт. Если уж делать доставку дронами мелких посылок, то наземными, в ящик у дороги возле дома.
        0
        Наземные дороже получаются (доставка, сам транспорт, инфраструктура и т.п.), плюс дают небольшое повышение автомобильнгого трафика, ведь наземный транспорт едет не по прямой. И не забываем, доехать до квартала легко, а внутри уже сложнее, этакая реализация последних мили 100 метров.

        Никто не мешает делать гибридные системы.
          0
          Доставка коптерами в городах тоже не работает. Только в частные дома.
        +1
        еще можно доставлять на точку микродроны с надуваемым сжатым гелием шаром, которые могут провисеть на точке достаточно долго если ветра нет, ну или пассивно продрейфовать через интересующую местность покрыв достаточно широкую полосу и передавая информацию на дрономатку, который потом может их всех догнать и собрать, без шаров уже конечно.
          0

          дирижабль?

          0

          Слишком много точек отказа, механических узлов. Скользить, зацеплять, ловить… А если не соскользнуло? Не зацепилось? Точная механика дорогая, добавляет массу и вообще усложняет все.
          Будущее, кмк, за топливными элементами в плане питания. Дорого, зато не усложняет конструкцию.

            +1
            КПД вертолета выше, и после какого то предела грузоподьемности ДВС дает фору как по тяговооруженности так и по скорости.
              0
              Чисто теоретически — КПД коптера можно довести до вертолетного, просто увеличив размер винтов. Но теряем в компактности, которая является важным преимуществом коптеров. Для перевозки небольших грузов — компактность важна, так как позволяет легко пролетать там, где у вертолета будут серьезные проблемы (между высоких домов и деревьев). Безопасность для людей, опять же, у небольших винтов выше.
                0
                Какая разница вас будет шинковать летающая мясорубка мощностью 4.5 КВт или 1.5?
                Это я говорю про .700 класс и сравнимый с ним коптер.
                Кроме того маленькие винты должны быстрее вращаться, так что выходит что они и более опасны. Что же до посадки я не видел автопилота который садит с точностью +- 20 см.
                Есть такие? причем не на подготовленную площадку а у клиента, когда он скидывает GPS.

                Мой последний опыт давал точность определения 3-20 метров, клиент со скрипом, но согласился.

                  0
                  Сами по себе маленькие винты — маленькие. :) Вступить в контакт с ними сложнее гораздо, чем с громадными лопастями. И делают их обычно из пластмассы, которая ломается при ударе о тело, а самое главное — инерция банально меньше, в отличие от больших лопастей, которые и прочнее и тяжелее. Так что будут царапины и порезы, а не отрубленные пальцы.

                  Проблема точной посадки на неподготовленную площадку — в отсутствии доступных датчиков положения с нужной точностью. RTK GPS теряет в точности на больших дистанциях (да и требует надежного цифрового канала до базы), многодиапазонные GSP — дорогие. Так что садятся либо на размеченную площадку по камере, либо плюс-минус метры.
              +2
              Залетел в окно офиса, цапнул первый попавшийся ноутбук или смартфон, улетел в неизвестном направлении.
                –1
                Взлетел, нацелился на президента и взорвался. Уже в реальности :(
                0
                Пока не придумают супер аккумуляторы такие дроны останутся игрушками!
                  0
                  подсвечивать лазером солнечные батареи
                    0
                    Плохая идея использовать дроны на складе. Во-первых, адский шум, во-вторых, очень травмоопасно. Я бы предложил использовать дроны только в малонаселенной местности, где он никому не помешает и никого не покалечит.
                      0
                      А провод с разъемом на магните спустить перед посадкой, не? Ну или карбоновую палку с проводами, если точность хорошая. Легче будет чем рука.

                      Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                      Самое читаемое