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CN111491864A - 起飞和降落站 - Google Patents

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CN111491864A
CN111491864A CN201880080493.0A CN201880080493A CN111491864A CN 111491864 A CN111491864 A CN 111491864A CN 201880080493 A CN201880080493 A CN 201880080493A CN 111491864 A CN111491864 A CN 111491864A
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M·比勒尔
F·弗兰克
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Innotec Lightweight Engineering and Polymer Technology GmbH
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Abstract

本发明涉及一种用于垂直起飞和降落的飞行器(2)的起飞和降落站(1),所述飞行器用于运输人员和/或负载,该飞行器具有飞行模块(3)和与飞行模块(3)能耦联的运输模块(4),该飞行模块具有多个布置在飞行模块(3)的支承结构(16)上的驱动单元(17)。起飞和降落站(1)具有带有多个抓取和靠放元件(11)的保持设备(21),所述抓取和靠放元件用于在飞行器(2)或飞行模块(3)起飞和降落时支承结构(16)的靠放、固定和/或定向。

Description

起飞和降落站
技术领域
本发明涉及一种用于垂直起飞和降落的飞行器的起飞和降落站,该飞行器用于运输人员和/或负载。
背景技术
用于运输人员和/或负载的飞行器越来越重要,因为所述飞行器能与基础设施、如道路、轨道、桥梁、隧道等基本上无关地实现快速运送。尤其,这适用于较小的飞行器,所述较小的飞行器可垂直起飞和降落并且因此可以不需要起飞和降落跑道。
尽管如此,对于这种飞行器而言,用于起飞和降落的地面站也仍已证明为有利的。由WO 2013/055265A1已知一种用于无人航空器的自动起飞和降落的系统。该系统具有:带有用于与航空器进行通信的器件的地面站;带有用于抓取航空器并使航空器起飞的抓臂的组件;用于计算在抓臂与航空器之间的会聚点的计算单元;以及控制单元,其中,该控制单元构造用于,这样控制抓臂,使得航空器可在存放位置与会聚点之间运动。
然而,所描述的系统仅适用于在地面上处理较小的无人航空器。此外,在地面站中只能分别处理一架航空器,并且该航空器也只能在其整体上/全部方面在地面站中受处理。
发明内容
因此,本发明基于如下任务,给出一种较高效的用于垂直起飞和降落的飞行器的起飞和降落站,该飞行器用于人员和/或负载。此外,该起飞和降落站要实现功能安全且防危害的起飞过程和降落过程。此外,值得期待的是纳入用于管理飞行器的各模块的后勤系统。
该任务通过独立权利要求的技术方案解决。本发明的有利的进一步改进方案在从属权利要求中给出。
根据本发明的起飞和降落站特别适用于用来运输人员和/或负载的垂直起飞和降落的模块化飞行器。该飞行器(该飞行器具有飞行模块和与该飞行模块能耦联的运输模块)在起飞和降落站中不仅可以起飞和降落而且可以部分地或模块化地(分离为其模块)暂时存放。
所述飞行模块具有支承结构,该支承结构具有多个布置在该支承结构上的驱动单元。
所述运输模块具有运送舱,该运送舱用于包覆所要运输的人员和/或负载,并且此外所述运输模块具有用于将运送舱与飞行模块连接的连接装置。
所述连接装置能够以可脱开的方式与运送舱连接,从而运送舱即使在没有连接装置的情况下也能够被操纵。
所述连接装置可具有纵向延伸的杆,一个端部具有用于与飞行模块连接的耦联装置,而另一个端部连结到运送舱上。
所述杆可延伸地构造为,使得在运送舱上方建立耦联装置的安全高度距离,从而可确保在耦联的状态下在运送舱与飞行模块之间的相应安全距离。该安全高度距离可等于所述杆的纵向延伸尺寸并且确定为,使得使用运输模块的成年人员不会由于站立而触碰到耦联装置和经耦联的飞行模块。安全高度距离可(从运送舱的例如2m的可用高度出发)为至少0.5m、优选1.0m并且进一步优选为1.50m。
所述安全高度距离选择为,使得针对使用运输模块的人员的安全风险最小化,其方式为,例如避免这种人员在使用运输模块时与经耦接的飞行模块接触。
根据本发明,所述起飞和降落站具有带有多个抓取或靠放元件的保持设备,所述抓取或靠放元件用于在飞行器或飞行模块起飞和降落时支承结构的靠放、固定和/或定向。
该保持设备确保上文所描述的类型的飞行器的亦或上文所描述的类型的飞行器的从运输模块解耦的飞行模块的稳定且可靠的接纳和保持。
所述保持设备可优选相对于地形或建筑物平台立置牢固地构造,其中,布置在保持设备上的抓取和靠放元件在地形水平或平台水平之上的安全距离下接纳、保持飞行器或飞行模块,并且为了飞行器或飞行模块在起飞和降落站中的安全起飞或安全降落而使飞行模块在飞行技术上优化地定向。
因此,根据本发明的起飞和降落站的紧凑的功能集中的实施方案不仅能实现布置在地形地面上,而且例如能实现布置在建筑物、建筑结构或其他可接近的物体、例如船舶或浮动平台上或处。
具有抓取和靠放元件的保持设备尤其是构造为,使得飞行器的或飞行模块的重量即使在驱动单元/螺旋桨停止运行时也可得到承载。
所述抓取和靠放元件设计和布置为,使得在起飞和降落期间能够可靠地避免飞行模块或飞行器发生损伤。
一些或所有抓取和靠放元件能够例如以不动的或可运动的、单环节或多环节的抓臂的形式、以可变的线性单元或类似的多轴动作的机械结构(例如工业机器人)的类型构造。
一些或所有抓取和靠放元件可例如构造成叉状的以用于靠放和部分地侧向围住支承结构的支承梁,这确保针对飞行模块的靠放位置的侧向滑落的较高的安全性。
但是,一些或所有抓取和靠放元件也可例如构造成梁形的以用于支承结构的支承梁的平坦的靠放,所述平坦的靠放允许飞行模块的靠放位置的较高公差。
多个抓取和靠放元件可例如形成环形框架的或六边形框架的基本形状。抓取和靠放元件的尺寸和布置可优选选择为,使得飞行模块的靠放在支承结构的特定的靠放点处进行,所述靠放点与飞行模块的驱动元件的组件充分间隔开。
优选地,所述抓取和靠放元件布置为,使得靠放的飞行模块的靠放点相对于放置得离飞行模块的中轴线最近的驱动元件隔开较小的径向距离,从而飞行模块的驱动元件位于抓取和靠放元件的作用范围之外并且避免了阻碍。
飞行器的或飞行模块的降落可选择性地实施为,使得该飞行器或该飞行模块靠近起飞和降落站并且在到达预定的靠近区时由一个或多个抓取和靠放元件抓住。
选择性地,所述保持装置和/或所述抓取或靠放元件能够构造成相对于其长度是可变的、即能移出的。长度变化可例如通过使保持装置的或者抓取或靠放元件的多个部段以可伸缩的方式移动到彼此中来实现。由此,能实现起飞和降落站与不同几何结构设计的飞行器或飞行模块相匹配,从而能够将不同飞行器或飞行模块抓住和保持、固定和/或定向。
在一种有利的实施方案中,所述保持设备具有多个纵向延伸的柱形的或弧形的支架,因此可实现飞行模块或飞行器在地形水平或平台水平上的这种间隔开的接纳和保持,经保持的飞行模块与使用或操作该飞行器的人员的运动空间处于安全的间距下。
多个、优选围绕起飞和降落站的周缘分布布置的支架给予保持设备相对于由飞行器或飞行模块在起飞和降落时产生的静态和动态负载的特别稳定的立置。
优选地,所述支架的长度构造成能调节的,因此经保持的飞行器或飞行模块(尤其是在驱动单元停止运行的情况下)可相对于地形水平或平台水平抬起或下降。
因此,经保持的飞行器可例如轻柔地搁放在针对该飞行器的搁放而设置的地基上或从地基抬起,或者,飞行模块可为了耦接到位于该飞行模块下方的运输模块上而被向下引导或可在从运输模块解耦之后被抬起。
为了该目的,所述支架能够构造成能以可伸缩的方式移出或移入,从而支架可沿其纵向轴线的方向延长或缩短。
根据一种特别的实施方式,所述保持设备的支架和/或抓取和靠放元件构造成有弹性的。
所述支架和/或所述抓取和靠放元件尤其是构造用于,缓冲飞行模块的或飞行器的硬的降落冲击。所述有弹性可例如借助于集成到支架中的或集成到靠放元件中的弹性的、例如由橡胶制成的弹簧元件实现。
在一种有利的实施方式中,所述起飞和降落站具有第一区域,所述第一区域构造用于布置用以耦接到飞行模块上和从飞行模块解耦的运输模块。
所述第一区域用于布置和存放运输模块,以便与飞行模块相配设地组合成模块化飞行器或反之将飞行器解耦,其中,为此第一区域一方面构造用于将定位在这里的运输模块耦接到飞行模块上以用于使飞行器起飞,并且另一方面构造用于在飞行器降落之后使运输模块从飞行模块解耦并且存放该运输模块。
换言之,在第一区域中,运输模块可与靠放的飞行模块的位置相配合地安放,使得这两个模块的耦联可简单且顺利地实现。
所述保持设备的抓取和靠放元件也可构造和布置为,使得飞行模块能够与定位在第一区域中的运输模块的位置相配合地定位。
所述飞行模块可在从运输模块解耦以及运输模块布置在起飞和降落站的第一区域中之后灵活地且独立可动地被继续使用。
所述第一区域可构造为,使得多个飞行器、飞行模块和/或运输模块可并行地且同时得到处理。
此外,所述第一区域可构造为,使得运输模块布置在周围的地形或周围的平台的高度水平处。
有利地,所述第一区域具有至少一个用于接纳和定位运输模块、优选运输模块的运送舱的接纳设备。
所述接纳设备用于运输模块的临时存放和定位,其中,该接纳设备优选保持运输模块的运送舱,从而运送舱即使在与运输模块的连接装置脱开的情况下也能够被操纵,这则尤其能够用于节省空间,如果连接装置杆状地纵向延伸地构造的话。
所述接纳设备可例如构造为运送舱的环形的或上部打开的壳状的包围件,由此运送舱在被包围的情况下得到保持。
优选地,所述接纳设备的形状与相应运输模块的外部形状相对应,从而该接纳设备可至少部分地包围运输模块。
换言之,所述接纳设备可依循相应运输模块的或运送舱的外部轮廓并且尽可能齐平地贴靠在所述外部轮廓上。
此外,所述接纳设备具有用于对经接纳的运输模块或经接纳的运送舱进行定心和/或锁止的可行性。
由此,能实现运输模块或运送舱的可靠存放、精确定位和引导及其可靠的装载和卸载。
运输模块或运送舱可为了飞行准备和为了耦接到所提供的飞行模块上而存放和定位在所述接纳设备中或上或者可为了飞行后续工作而在从飞行模块解耦之前或之后接纳和存放在所述接纳设备中或上。
在此,用于接纳运输模块的接纳设备可相对于用于接纳飞行模块的保持设备布置为,使得能实现飞行模块或飞行器的特定的运行定位,例如在起飞状态的情况下和/或在降落状态的情况下所需的运行定位。
根据一种有利的实施方式,所述第一区域具有用于使飞行器和/或运输模块和/或运送舱升起和降下的升降装置。
因此,例如运输模块或运送舱可在从飞行模块和/或从运输模块的连接装置解耦之后下降到地形水平或平台水平上和/或在运输模块耦接到飞行模块上之前从地形水平或平台水平抬起,以便例如确保针对人员的舒适的登机和离机或运输模块的较容易的装载和卸载。
根据一种特别有利的实施方式,所述起飞和降落站具有遮蔽装置,所述遮蔽装置构造用于将位于起飞和降落站中的运送舱相对于飞行模块遮蔽。
所述遮蔽装置构造用于将一个或多个运输模块的一个或多个布置在起飞和降落站中的运送舱相对于一个或多个飞行模块遮蔽。
所述遮蔽装置以伞结构或顶盖结构的类型在降落后的飞行器的飞行模块与运送舱之间产生空间分隔并且因此提高了针对所要运送的人员和/或针对用于操作要借助运输模块运送的负载的操作人员的安全性和舒适性。
呈伞结构或顶盖结构类型的遮蔽装置可独立地立置牢固地构造或固定在保持设备上,并且优选布置在已接纳在起飞和降落站中的飞行器的飞行模块的驱动单元/螺旋桨的位置下方,但至少布置在第一区域上方。
呈伞结构或顶盖结构类型的遮蔽装置可部分地或完全地覆盖第一区域和起飞和降落站的可行的另外的区域。
通过这种遮蔽装置也可在飞行模块的运行期间保护起飞和降落站,由此起飞和降落站可以是能持续利用的。尤其,由此能实现运输模块的安全且舒适的装载和卸载或针对乘员的安全登机和离机,从而可进一步提高起飞和降落站的安全性和舒适性。
有利地,所述遮蔽装置具有能调节的开口,其中,该开口构造成能调节直至其完全封闭并且优选构造成能在其打开横截面方面调节。例如所述开口能够以可变光圈的类型构造。所述开口可不仅在存在一个或多个飞行器的情况下而且在不存在一个或多个飞行器的情况下暂时被部分地或完全地封闭。
所述开口可为了飞行器的起飞和降落被这样打开,使得尤其是卸下的运送舱可被引导穿过该能调节的开口。
在飞行器已降落的状态下以及在运输模块已解耦的状态下,所述开口可以是完全闭合的或这样部分地闭合,使得运输模块的纵向延伸的连接装置紧挨地或紧密地被能封闭的开口包围,从而即使在存在连接装置的情况下也能实现运送舱相对于飞行模块的好的遮蔽。
借助于至少部分地闭合的遮蔽装置还可进一步提高在对运送舱进行登机和离机或装载和卸载时的安全性和舒适性,因为尤其是位于起飞和降落站的第一区域中的运送舱相对于位于该运送舱上方的飞行模块的旋转的驱动器件/螺旋桨充分受到保护地布置。
此外,即使在飞行模块的运行期间、例如在螺旋桨旋转时,所述遮蔽装置因此也能够实现特别是对起飞和降落站的第一区域的利用,从而可缩短登机时间和离机时间或装载时间和卸载时间。
所述遮蔽装置可构造成隔绝天气的并且因此可用于保护至少起飞和降落站的第一区域的组成部分和用于保护至少使用第一区域的人员免受天气影响。
所述遮蔽装置可构造成部分地透光的、例如由玻璃制成。
所述遮蔽装置可有利地具有导风片。
所述导风片可优选布置和构造为,使得由起飞的或降落的飞行模块或飞行器产生的出风被有针对性地偏转和导出。
所述导风片可例如实施为在径向上向外指向的、环形的和/或弯曲的板,所述板例如由玻璃制成。所述导风片可在水平方向上重叠地布置,并且相对彼此在竖直方向上间隔开地布置。
根据不同的实施变型方案,所述起飞和降落站可具有至少一个另外的第二区域,其中,该第二区域构造用于存放飞行器的一个或多个运输模块或一个或多个运送舱。
所述第二区域构造用于存放完整的运输模块或运送舱(没有连接装置)、优选构造用于存放多个运送舱或运输模块。
根据不同的实施变型方案,所述第一区域和第二区域或另外的区域可直接邻接于彼此,从而相应的运送舱或运输模块可在飞行器的降落之后或在飞行器的起飞之前简单地且路程短地从第一区域运动到第二区域或另外的区域中,并且反之亦然。优选地,第二区域可部分地或完全地包围第一区域。
由此,所述起飞和降落站可紧凑地且节省空间地构造,其中,可确保存放在第二区域中的运输模块或运送舱的自由的可接近性,而通向针对飞行运行而保留的第一区域的接近能够被更好地控制。
为了这两个区域的舒适的相互间的接近,第一区域和第二区域可布置在一个平面中,例如布置在一个地形水平或建筑物平台水平上或平行于该地形水平或建筑物平台水平布置,并且在一个共同的平面上是可接近的。
第一区域像第二区域那样也可在多个平面上构造。
可设置有多个第一区域,这些第一区域能够与第二区域相配设。
根据另外的不同实施变型方案,所述第一区域和第二区域可借助于能封闭的分隔装置、例如具有能封闭的开口的分隔壁在空间上相互分隔开。
因此,所述第一区域可以只能经由能控制的入口或出口到达。
例如转动门或推移门可作为入口或出口布置在分隔装置中。
因此,可保护飞行模块的直接的起飞和降落区域以免发生擅自进入或不期望的进入,这尤其是用于保护起飞和降落站以免出现有危害的运行情形。
所述分隔装置可例如为了视觉检查或出于安全性或舒适性原因而构造成透明的或部分透明的。
所述起飞和降落站可具有第一区域和/或第二区域的摄像头监测。由此,可例如确保,在第一区域的完好无损被确认之后才能执行起飞或降落。
此外,所述起飞和降落站可具有通信设施、例如地面控制站。通信设施可构造用于内部通信和/或外部通信,其中,内部通信理解为地面控制站与存在于起飞和降落站中的或靠近起飞和降落站的飞行器或其模块、如飞行模块或运输模块的通信,以便例如准备或执行降落和起飞。此外,内部通信可例如包括关于空闲容量、例如可用的运输模块的数量和性质、维护和维修需求或第一区域针对起飞过程和降落过程完好无损的通告。
地面控制站的外部通信例如涉及与空中交通管制系统的通信,以便在那登记飞行并且获得飞行批准,或从气象服务站取得信息。该外部通信可与飞机场的塔台相对照,该塔台在与空中交通管制系统协商之后给予各个飞机起飞和降落许可。
此外,起飞和降落站可具有显示装置,所述显示装置可给使用者或操作者显示飞行模块、运输模块和/或起飞和降落站的状况。由此,可例如给乘员分派特定的运送舱或特定的运输模块或可显示等待时间。
所述起飞和降落站能实现有效的、舒适的且安全的运输后勤,因为存放在第二区域中的运输模块在需要时可顺利地被转移到第一区域中并且可在那与飞行模块耦联成飞行器,以便接着进行起飞。由此,也存在如下可行方案:将不同装备的运送舱或运输模块、例如用于运输负载、用于运输人员等的运送舱或运输模块存储在第二区域中,以便能够在需要时快速地进行对运送舱/运输模块的选取。另一方面,存在如下可行方案:将借助飞行模块降落在第一区域中的运输模块顺利地转移到第二区域中并且为了飞行器的继续飞行按需要用另一个运输模块来替换该运输模块。
根据另外的不同实施变型方案,第一区域可相对于第二区域能竖直调节地构造。换言之,第一区域的平面可例如提高到第二区域的平面上方或下降到第二区域的平面下方。这可例如借助于第一区域的升降装置和/或第二区域的升降装置进行。
由此,运输模块和飞行模块相对彼此的定位可更通用地设计并且可更简单地校准。例如不同高度的运输模块可与该飞行模块相配设。
此外,为了提高各运输模块在第一区域与第二区域之间的灵活且快速的可配设性,存在如下可行方案:使第二区域相对于第一区域能水平运动地、例如能水平转动地构造。这可例如借助于第一区域的移动装置或转动装置和/或第二区域的移动装置或转动装置进行。
根据另外的不同的实施变型方案,所述起飞和降落站可具有用于在第一区域和第二区域中安排运输模块或运送舱的后勤系统。所述后勤系统可实现运输模块或运送舱从第一区域到第二区域中的简单且可靠的运输,并且反之亦然,其方式为,这两个区域借助于后勤系统相互连接。
例如后勤系统可具有用于运送运输模块或运送舱的带有或没有接纳设备的输送带或输送轨道。例如可借助于输送带或输送轨道将运输模块靠放地或悬置地沿着限定的输送线运送。
为了提高安全性,可规定,后勤系统在第一区域与第二区域之间空间上分隔开的情况下仅引导穿过能封闭的开口,该能封闭的开口同时并不是用于人员进入和出去的能封闭的分隔装置。
替代地或附加地,所述后勤系统也可实现运输模块在第二区域内的运输,从而例如所要装载或卸载的运输模块可布置在第二区域的装载位置或卸载位置中,而其余运输模块可布置在第二区域的等待位置中。
根据另外的实施变型方案,所述后勤系统可具有多个用于接纳和定位运输模块或运送舱的接纳设备、例如在运输模块或运送舱存放在第二区域中和/或在运输模块或运送舱暂时布置在第一区域中期间接纳和定位运输模块或运送舱的接纳设备。
所述接纳设备因此可布置在第一区域和/或第二区域中,其中,优选各一个接纳设备能够输送进入到第一区域中并且能够被输送出来。
所述接纳设备能够例如与输送带或输送轨道或彼此以能耦入和能耦出的方式连接并且能够以这种方式运动。
优选地,所述接纳设备也可构造成本身能转动的、即构造成围绕自有的轴线能转动的。
特定构造的接纳设备可与用于运送人员的运输模块或与用于运送负载的运输模块相适配地构造。
此外,所述接纳设备可构造用于对经存入的运输模块的蓄能器进行感应充电。
位于第二区域中的接纳设备可以是优选能围绕第一区域的中点或中轴线同心地布置和输送的,也就是说接纳设备的输送线可例如构造成圆形的或构造成相应于多边形的轮廓,其中,圆形的或多边形的轮廓围绕与第一区域的中点或中轴线共同的中心对称地布置。
在不同的各实施变型方案的共同作用下,可实现运输模块的不仅彼此的而且在将运输模块配设于飞行模块时以及在对运输模块进行装载和卸载时的精确且高效的后勤,所述后勤简化了在起飞和降落站中的处理过程并且使所述处理过程更可靠。
根据另外的实施变型方案,所述起飞和降落站可具有一个或多个充电模块。
所述充电模块可给飞行器、尤其是运输模块和/或飞行模块充电。
每个充电模块可具有一个或多个可重复充电的蓄能器(所述蓄能器例如呈可重复充电的蓄电池或超级电容形式)、充电装置和/或太阳能电池。可重复充电的蓄能器可布置在起飞和降落站中和/或上,而太阳能电池可固定在起飞和降落站的外表面上、例如可固定在遮蔽装置上。
借助于保持装置的抓取或靠放元件可使飞行器或飞行模块这样定向,使得能实现通向充电模块的充电装置的连接用于给飞行模块供应能量。
所述充电装置可构造用于将电能从外部的能量供应网传递到一个或多个蓄能器中,例如借助于可耦联的/可插接的电连接来传递。
所述充电装置可布置在保持装置上或布置在遮蔽装置上。
所述蓄能器可构造用于蓄存经传递的和/或借助于太阳能电池而自身产生的电能并且用于给起飞和降落站和/或经接纳的运输模块、飞行模块或飞行器供应能量。
由此,所述起飞和降落站可构造成能量自给自足的,因为对起飞和降落站和所要处理的模块(运输模块、飞行模块)的供电可在起飞和降落站内并且暂时独立于外部能量供应来进行。
优选地,所述充电模块构造用于给蓄能器感应充电,从而不需要线缆连接。
优选地,所述充电模块可构造用于给飞行模块的可重复充电的蓄能器充电和/或用于给一个或多个运输模块的可重复充电的蓄能器充电。
多个充电模块可给多个飞行器、尤其是多个运输模块和/或飞行模块并行地充电,由此可使一个或多个飞行器的停留和维护持续时间最小化,并且因此可提高起飞和降落站的效率。
附图说明
本发明的其他优点能够由附图以及相关说明看出。附图中:
图1示出带有飞行器的起飞和降落站的示例性图示;
图2示出带有飞行器的另外的起飞和降落站的示例性图示;
图3示出起飞和降落站的侧视图的示意图;以及
图4示出起飞和降落站的俯视图的示意图。
具体实施方式
在下文阐述的示例中参考了附图,这些附图形成各示例的一部分并且在这些附图中为了说明示出了特定的实施方式,本发明可在这些特定的实施方式下执行。在这方面,方向术语、如“上”、“下”、“前”、“后”、“前部”、“后部”等参考所描述的附图的定向来使用。因为各实施方式的部件能以多个不同的方位来定位,所以所述方向术语用于进行说明并且绝不是限制性的。
不言而喻的是,在不偏离本发明的保护范围的情况下,可使用其他实施方式并且可进行结构上的或逻辑上的改变。不言而喻的是,除非另有特定说明,否则在这里所描述的不同的示例性实施方式的特征可相互组合。以下详细的描述因此不应在限制性的意义下理解,并且本发明的保护范围通过附上的权利要求来限定。
在本说明书的范围内,术语“连接”、“连结”以及“耦联”被用于描述直接的和间接的连接、直接的或间接的连结以及直接的或间接的耦联。在附图中,相同或类似的元件设有相同的附图标记,只要这是适宜的。
图1示出起飞和降落站1连同布置在该起飞和降落站中的垂直起飞和降落的飞行器2。
布置在起飞和降落站1中的飞行器2具有飞行模块3和与飞行模块3耦联的运输模块4。
起飞和降落站1具有内部的第一区域5,该第一区域在图1中示意性地示出为圆形的。内部的第一区域构造用于飞行器2的起飞和降落。在该区域中布置着运输模块4,该运输模块用于与飞行模块3耦接或解耦、用于人员的登机和离机或用于负载的装载和卸载。
运输模块4具有液滴状构造的运送舱19以及可脱开的连接装置20。连接装置20包括纵向延伸的杆和耦联装置,以便将运送舱19隔开安全距离地与飞行模块3连接。
飞行模块3具有多个在支承结构16上布置在一个平面中的驱动单元17,其中,每个驱动单元17可具有电动马达和与该电动马达作用连接的螺旋桨。在飞行模块3中央存在有具有耦联装置的中央单元18,运输模块4能够耦接在该耦联装置上。
此外,起飞和降落站1包括用于在飞行器2的起飞和降落时保持飞行模块3的保持设备21。保持设备21具有四个支架13,所述四个支架围绕起飞和降落站的内部的第一区域5布置并且固定在地形地基中。在支架13的上端部上分别布置有叉状的抓取和靠放元件11。
借助于保持设备21的四个抓取和靠放元件11可将飞行模块3(在带有或没有经耦接的运输模块4的情况下)在该飞行模块的支承结构16上进行保持、定位和固定。也可设置有不同数量的支架13和抓取和靠放元件11。
抓取和靠放元件11被包上橡胶并且构造成本身有弹性的,以便缓冲在飞行器2或飞行模块降落时的硬的降落冲击,飞行模块3的支承结构16靠放在靠放元件11上。
飞行模块3在飞行器2的停止状态下以支承结构16的下侧靠放在叉状的向上打开的抓取和靠放元件11上,从而这些抓取和靠放元件与飞行模块3的驱动元件17充分间隔开。
支架13构造成长度能调节的(通过指向变化的箭头示出),因此通过抓取和靠放元件11保持的飞行器2可从第一区域5的平台15抬起或下降到平台15上。在第一区域的平台15中,集成有可竖直调节的升降装置15(通过指向变化的箭头示出),以便能够升起或降下飞行器或经解耦的运输模块4或仅升起或降下运送舱19,并且尤其是能够将运输模块4相对于飞行模块3定位以用于耦接或解耦。
此外,起飞和降落站具有遮蔽装置9,该遮蔽装置可例如像在图1中所示以伞的类型构造成面状或稍微拱弯且圆形限界的,并且该遮蔽装置至少覆盖第一区域5。遮蔽装置9可构造成无支撑的或如在根据图1的示例中所设置的那样固定在保持设备21上。
遮蔽装置9具有呈可变光圈类型的在第一区域5上方布置在中央的能封闭的开口22,该开口在内部的第一区域5存在有飞行器1或运输模块4的情况下可部分地闭合,其方式为,该开口包围运输模块4的连接装置20,并且在不存在飞行器1或运输模块4或运输模块4的连接装置20的情况下可被完全闭合。也就是说,即使在存在仅一个在内部的第一区域5上方由保持设备21保持的飞行模块3的情况下,开口22也可被完全闭合。
内部的第一区域可具有用于给起飞和降落站1供电的装置,该装置选择性地用于给集成的充电模块供电以及选择性地用于给飞行器2或该飞行器的模块(飞行模块3、运输模块4)直接或间接供电。
此外,可设置有用于进行内部通信和外部通信的通信设施。此外,可存在有监测装置,借助于该监测装置至少可监测内部的区域5,从而只有当确认内部的区域5完好无损时,才能执行起飞或降落。
此外,第一区域5可具有用于在起飞和降落时对飞行模块3或飞行器2进行定向和/或引导的机械系统和/或电子系统。
图2示出带有垂直起飞和降落的飞行器2的起飞和降落站1的另一种设计方案,该飞行器具有飞行模块3和与飞行模块3耦联的运输模块4。
图3和4示意性地以不同的视图示出在图2中示出的起飞和降落站1。
下文仅描述与根据图1的起飞和降落站1的实施方案的区别。
根据图2的起飞和降落站1除了内部的第一区域5以外具有外部的第二区域6,该第二区域圆环形地且完全地包围第一区域5。第二区域6构造用于存放多个运输模块4(未示出)。因此,根据图2的起飞和降落站1的第一区域5在功能扩展方面构造用于运输模块4相对于飞行模块3的暂时布置。
在结构上,根据图2的起飞和降落站1的第二区域包括基板12,保持设备21的支柱13建立在该基板的基础上。支柱13构造成弯曲的,以便承载构造为顶盖结构的遮蔽装置9,该遮蔽装置覆盖第一区域和第二区域5、6。顶盖结构9具有导风片10,所述导风片在该实施例中实施为向外成弯曲的、圆环形的玻璃板,以便挡住飞行模块3的驱动单元17的出风和天气影响。
在第一区域5上方在遮蔽装置9中的能封闭的开口22的上边缘由多个梁形的、六边形布置的、相互连接的靠放元件11镶边(详细参见图3和4)。梁形的靠放元件11被包上橡胶并且构造成有弹性的,以便缓冲在降落时飞行模块3的硬的降落冲击。在飞行器2的停止状态下,飞行模块3的支承结构16的下侧靠放在梁形的靠放元件11上,因此这些靠放元件与飞行模块3的驱动元件17充分间隔开。
基板12可具有用于给起飞和降落站1供电的装置,该装置选择性地用于给集成的充电模块供电以及选择性地用于给飞行器2或该飞行器的模块(飞行模块3、运输模块4)直接或间接供电。
此外,在基板12中可设置有用于通信设施和监测装置的技术装备。
第一区域和第二区域5、6借助于分隔装置14在空间上相互分隔开。分隔装置14在该实施例中构造为玻璃壁,该玻璃壁具有通向内部的区域5的能封闭的入口或者说出口。与此相对,第二区域6是从外部可自由接近的。
第一区域和第二区域5、6包含后勤系统7,该后勤系统包括一个或多个输送带和多个壳状的接纳设备8(存放壳8),所述接纳设备可借助于输送带运动。
后勤系统7的存放壳8设置用于接纳和定位运输模块4和另外的未示出的运输模块。
存放壳8和经接纳的运输模块4可借助于后勤系统7的输送带经由不同构造的输送线(图2、3)在第二区域6内运动或是从第一区域5运动到第二区域6中或是反过来从第二区域运动到第一区域中。
在第一区域5中可暂时布置有存放壳8,该存放壳用于接纳和定位起飞或降落的飞行器2的要耦接或要解耦的运输模块4的运送舱19,其中,该存放壳8相对于第一区域以及相对于飞行器2定位在中心。与此相对,多个存放壳8围绕第一区域5同心地可运动地布置在第二区域6中,所述多个存放壳用于存放暂时不需要的运输模块4(未示出)。
存放壳8的形状基本上依循运输模块4的运送舱19的下部区域的外部轮廓,其中,所述存放壳部分地包围运送舱19。
此外,存放壳8具有用于给运输模块4感应充电的装置。
起飞和降落站1(如上文参考图2至4所描述的)可如下文所描述的那样与模块化飞行器2一起被操纵。
原则上规定,或是飞行器2、即具有经耦接的运输模块4的飞行模块3起飞或降落,或是飞行模块3单独地起飞或降落。在起飞过程和降落过程中,飞行模块3可利用起飞和降落站1的定向系统和/或控制系统,从而可实现飞行模块3或飞行器2相对于起飞和降落站1的带有所需的定位的精准的飞行进场或飞行离场。
在起飞之前和在降落之后,飞行模块3以其支承结构16靠放在梁形的靠放元件11上。飞行模块3和运输模块4的连接可优选在空载的状态下进行。为此,运输模块4可借助于可竖直调节的平台15相对于靠放在梁形的靠放元件11上的飞行模块3定位。
在飞行模块3与运输模块4耦联之前,起飞和降落站1的后勤系统7将带有运输模块4的存放壳8定位在第一区域5内,以便例如能实现运输模块4的登机或离机或者装载或卸载并且建立针对与飞行模块3的耦联的准确位置。
但是运输模块4的登机或离机或者装载或卸载也可在第一区域5之外在运输模块4借助于后勤系统7定位期间在第二区域6中进行。
在将飞行模块3与运输模块4耦联之后,准备并执行与飞行模块3的共同起飞。
耦联过程还可在开口22在最大程度上保持闭合的情况下进行,而开口22为了飞行器2的起飞和降落被打开。
飞行器2的起飞和降落优选只有当绝对没有不允许的人员、例如乘员或地面人员、动物或零散物体(如零散的替代部件、构件、工具等)位于通过闭合的玻璃壁14分隔开的第一区域5中时才可实现。由此,可避免物体在周围回旋或离心旋转,从而提高了起飞和降落站中的安全性。
在飞行器2的起飞期间,能够已经安排好来自第二区域6的另外的运输模块4用于转交给第一区域5,以便在另一个飞行器2或飞行模块3完成降落之后为在第一区域5中的下一个耦联和起飞过程做好准备。
运输模块4和起飞和降落站1可借助于构造用于系统内部通信的通信设施相互进行通信。
例如可交换运输模块4的关于装载状况和/或登机状况的状况通知。此外,运输模块4可传达关于到达安全状态的状况通知,从而可借助于后勤系统7启动定位。起飞和降落站1可传达关于达到飞行器2或运输模块4的最终位置的状况通知,以便例如批准针对乘员的登机和离机。
也可规定,飞行模块3和起飞和降落站1也可借助于构造用于系统内部通信的通信设施相互通信。例如可将对于运输模块4的最终的固定位置的状况通知给飞行模块3,以便以信号指示从飞行模块3解耦或耦接到飞行模块3上的可行性。
另外的状况通知可通过飞行模块3进行,该状况通知关于运输模块4的完成的耦接或解耦,以便以信号指示起飞准备或降落过程的结束。
另外的状况通知可通过飞行模块3输出,该状况通知关于在保持设备21x的靠放元件11上的成功降落和/或关于飞行器2或飞行模块3在起飞和降落站1中的最终位置的到达,以便例如批准乘员的登机或离机或者有效负载的装载或卸载。
另外的状况通知可通知第一区域5的完好无损和/或运输模块4的装载状况、例如重量、锁定、固定等,从而可无危险地引入起飞或降落过程。
在此所使用的表述“和/或”,在其在一系列的两个或更多个元件中使用时,表示:所列举的元件中的每个元件可单独地使用,或者,可使用所列举的元件中的两个或更多元件的各种组合。
如果例如描述了一种关系,该关系包含成分A、B和/或C,则该关系可包含成分:单独A;单独B;单独C;A和B组合;A和C组合;B和C组合;或A、B和C组合。
附图标记列表
1 起飞和降落站
2 飞行器
3 飞行模块
4 运输模块
5 第一区域
6 第二区域
7 后勤系统
8 接纳设备、存放壳
9 遮蔽装置
10 导风片
11 靠放元件,叉状、梁形
12 基板
13 支柱、支架,柱形、弧形
14 分隔装置
15 可竖直调节的平台
16 支承结构
17 驱动单元
18 中央单元
19 运送舱
20 连接装置
21 保持装置
22 能封闭的开口

Claims (19)

1.用于垂直起飞和降落的飞行器(2)的起飞和降落站(1),所述飞行器用于运输人员和/或负载,所述飞行器具有飞行模块(3)和与所述飞行模块(3)能耦联的运输模块(4),所述飞行模块具有多个布置在所述飞行模块(3)的支承结构(16)上的驱动单元(17),其中,所述起飞和降落站(1)具有带有多个抓取或靠放元件(11)的保持设备(21),所述抓取或靠放元件用于在所述飞行器(2)或所述飞行模块(3)起飞和降落时所述支承结构(16)的靠放、固定和/或定向。
2.根据权利要求1所述的起飞和降落站(1),其中,所述保持设备具有多个柱形的或弧形的支架(13)。
3.根据权利要求2所述的起飞和降落站(1),其中,所述支架(13)的长度构造成能调节的。
4.根据前述权利要求中任一项所述的起飞和降落站(1),其中,所述支架(13)和/或所述抓取和靠放元件(11)构造成有弹性的。
5.根据前述权利要求中任一项所述的起飞和降落站(1),其中,所述起飞和降落站(1)具有第一区域(5),所述第一区域构造用于布置用以耦接到所述飞行模块(3)上和从所述飞行模块解耦的运输模块(4)。
6.根据权利要求5所述的起飞和降落站(1),其中,所述第一区域(5)具有至少一个用于接纳和定位运输模块(4)、优选所述运输模块(4)的运送舱(19)的接纳设备(8)。
7.根据权利要求5或6所述的起飞和降落站(1),其中,所述第一区域(5)具有用于使所述飞行器(2)和/或所述运输模块(4)和/或所述运送舱(19)升起和降下的升降装置(15)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的起飞和降落站(1),其中,所述起飞和降落站(1)具有遮蔽装置(9),所述遮蔽装置构造用于将位于所述起飞和降落站(1)中的运送舱(19)相对于所述飞行模块(3)遮蔽。
9.根据权利要求8所述的起飞和降落站(1),其中,所述遮蔽装置(9)具有能调节的开口(22)。
10.根据权利要求8或9所述的起飞和降落站(1),其中,所述遮蔽装置(9)具有导风片(10)。
11.根据前述权利要求中任一项所述的起飞和降落站(1),其中,所述起飞和降落站(1)具有第二区域(6),所述第二区域构造用于存放一个或多个运输模块(4)或一个或多个运送舱(19)。
12.根据权利要求11所述的起飞和降落站(1),其中,所述第一区域和第二区域(5、6)直接邻接于彼此,其中,优选所述第二区域(6)部分地或完全地包围所述第一区域(5)。
13.根据权利要求5至12中任一项所述的起飞和降落站(1),其中,所述第一区域(5)相对于所述第二区域(6)能够借助于能封闭的分隔装置(14)分隔开。
14.根据权利要求5至13中任一项所述的起飞和降落站(1),其中,所述第一区域(5)相对于所述第二区域(6)能竖直调节地构造,和/或,所述第二区域(6)相对于所述第一区域(5)能水平调节地构造。
15.根据前述权利要求中任一项所述的起飞和降落站(1),其中,所述起飞和降落站(1)具有用于在所述第一区域(5)和/或第二区域(6)中安排所述运输模块(4)或所述运送舱(19)的后勤系统(7)。
16.根据权利要求15所述的起飞和降落站(1),其中,所述后勤系统(7)具有用于运送所述运输模块(4)和/或所述运送舱(19)的输送带或输送轨道。
17.根据权利要求15或16中任一项所述的起飞和降落站(1),其中,所述后勤系统(7)具有多个用于接纳和定位所述运输模块(4)和/或所述运送舱(19)的接纳设备(8)。
18.根据权利要求17所述的起飞和降落站(1),其中,所述接纳设备(8)在所述第二区域(6)中能够围绕所述第一区域(5)的中点或中轴线同心地布置和输送和/或能够在所述第一区域(5)与所述第二区域(6)之间输送。
19.根据前述权利要求中任一项所述的起飞和降落站(1),其中,所述起飞和降落站(1)具有一个或多个充电模块。
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