Não é segredo que o principal problema dos drones movidos a bateria é o tempo de voo. É frequentemente proposto resolvê-lo alternando para uma fonte de energia com maior consumo de energia ou por carregamento remoto. A solução original na forma de instalação de painéis solares no helicóptero, ou eu não considero o trabalho de um fio longo neste caso.
Minha decisão é muito mais simples, mais barata ... e se assemelha ao processo de brincar com um brinquedo conhecido em todo o mundo.
Para começar, darei exemplos de tecnologias que formarão a base dos "bonecos de nidificação".
Drone com as mãos para capturar itens. Essa será a base para a possibilidade de fornecer um processo de substituição da bateria.
Há também uma patente da IBM que descreve o sistema de "relé aéreo". Nesse caso, os drones terão uma placa guia móvel instalada na parte inferior, onde a embalagem seria mantida no final da plataforma extensível equipada com um dispositivo de conexão eletromagnético. Enquanto isso, no lado superior, haveria um braço especial com uma docking station no final.
Ao encomendar uma encomenda, os trabalhadores do armazém embalavam e enviavam as mercadorias ao comprador usando um drone. Enquanto isso, o cliente enviava seu próprio drone para interceptar. Ambos os dispositivos que trabalham sob o controle da "nuvem" se encontrariam em um determinado ponto.
Na "reunião", o remetente baixou o pacote para a plataforma, enquanto o segundo abria os braços que estavam conectados à fechadura. No drone do remetente, a embalagem é conectada a um anel que se movia ao longo das lâminas conectadas. Depois de atracar com o receptor, houve uma inclinação síncrona dos drones, após o que o anel desliza pelas lâminas do drone do remetente para o receptor, levando o pacote com ele. Depois que o anel é fixado no UAV do receptor, sua plataforma desliza para baixo para fornecer proteção eletromagnética da embalagem antes de ser preparada e fixada. Em seguida, os dois UAVs são desconectados e vão para os pontos de partida.
Agora nos voltamos para o "princípio da separação de massas".
Primeiro, analisaremos o quadrocóptero usual nos principais componentes.
A maioria deles consiste em uma fonte de energia; mecanismos de condução e carga útil.
Em segundo lugar, a interconexão desses elementos é condicional e a substituição por elementos analógicos de outros helicópteros é bastante permitida. Você pode variar a carga na fonte de energia alterando o peso da carga útil ou removendo ligeiramente o peso dos mecanismos de acionamento (o que pode afetar a força e a confiabilidade do drone).
O principal fator limitante é a fonte de energia em toda essa tríade, o elo mais fraco. É essa fraqueza que é mais fácil de "tratar" por substituição, mas não no chão ... mas no ar!
Para resolver o problema da permanência prolongada no ar, precisamos de um pequeno quadrocóptero, com a função de fornecer a bateria ao drone principal. Já haverá "encaixe" e "recarregamento" de um multicopter grande com a ajuda de um braço manipulador (semelhante à patente da IBM).
Assim, o drone poderá permanecer no ponto indefinidamente ou voar a partir do ponto de carga no ar (desde que seja possível “atracar com o reabastecedor”, se necessário).
Como resultado dessa decisão, o desperdício de energia desnecessário para abaixar-içamento é eliminado e também há a possibilidade de substituir parte da carga útil no ar (todos com a mesma mão robótica).
Pelo lado, o processo parecerá um desdobramento de bonecas. Especialmente se houver vários drones de carregamento, e eles terão tamanhos diferentes (mas ainda menores que o helicóptero principal).
O algoritmo de operação de um pequeno drone de carregamento será o seguinte:
- abordagem às "pernas" do helicóptero principal para fixação (encaixe) com um braço robótico
- descarga-carregamento em posição fixa
- abaixando com a bateria "antiga" ou "carga útil" desnecessária
Esta opção de recarga não é a única na minha opinião. Há outro exótico. Aqui vou desenhar uma analogia com o conto de fadas - Harry Potter e, mais especificamente, seu jogo em Quidwich.
Durante o jogo, os magos pegaram uma bola ilusória com asas. Por mais estranho que pareça, proponho fazer o mesmo drone no ar, apenas no nosso caso o "delator" será uma bateria com dois contatos de asas orientadores.
É verdade que nossa bola voará ao longo de uma trajetória balística, lançada de uma pistola de ar no céu. Será necessário pegar seu dron com um manipulador de “luva” e depois desenhá-lo em si para “uso”. Depois que o drone descarregado é simplesmente jogado na rede receptora, ou por analogia com a parcela de descida controlada pela patente da Amazônia, o pára-quedas desce suavemente.
Vale a pena notar que os drones já aprenderam a pegar objetos com o manipulador em alta velocidade. Assim, uma equipe de desenvolvimento conseguiu criar um quadrocóptero, capaz de agarrar “presas” em voo usando uma garra de três dedos. Este helicóptero imita o comportamento das águias, enquanto o processo ocorre muito rapidamente (2-3 m / s).
vídeo da "caça à águia".
Também existe um exemplo mais simples no movimento de dois objetos de "caça".
Assim, será possível evitar desperdício desnecessário de energia ao levantar a bateria e sua descida, mas o risco de uma falha aumentará. Um matryoshka com drones é certamente uma opção mais confiável a esse respeito.