DISPOSITIVO AÉREO REMOTO PARA MEDICIÓN DE VARIABLES AMBIENTALES EN ESPACIOS CERRADOS.

1. Dispositivo (2) aéreo remoto para medición de variables ambientales en espacios cerrados, caracterizado porque comprende:

- Una bolsa

(3) que contiene un gas más ligero que el aire con un eje de rotación (V),

- Una estructura soporte (5) asociada a la bolsa (3),

- Al menos cuatro propulsores (4) situados en dos ejes perpendiculares y transversales a la bolsa (3) formando un ángulo de inclinación respecto al citado eje de rotación (V), situados en la parte inferior de la bolsa, y

- Al menos una placa de control en la estructura soporte conectada con al menos un sensor de medición de un parámetro ambiental, al menos un sistema de navegación inercial, al menos un sistema de control y al menos una fuente de alimentación eléctrica.

2. Dispositivo, según reivindicación 1, caracterizado porque la bolsa comprende una altura de menor longitud que el ancho de la bolsa.

3. Dispositivo, según reivindicación 1, caracterizado porque comprende una válvula para el llenado y vaciado del gas.

4. Dispositivo, según reivindicación 1, caracterizado porque la estructura soporte es una plataforma situada en la parte inferior de la bolsa.

5. Dispositivo, según reivindicación 1, caracterizado porque comprende al menos dos brazos portantes (8) cruzados sobre cuyos extremos libres se sitúan los propulsores (4), en concreto uno en cada extremo libre de cada brazo (8).

6. Dispositivo, según reivindicación 4, caracterizado porque los brazos (4) cruzados forman 90º.

7. Dispositivo, según reivindicación 1, caracterizado porque comprende cuatro brazos portantes (8) en cuyos extremos libres se sitúan los propulsores (4), en concreto uno en cada extremo libre de cada brazo (8), estando los brazos dispuestos por parejas uno a continuación del otro.

8. Dispositivo, según reivindicaciones 5 ó 7, caracterizado porque los extremos libres de los brazos comprenden un primer tramo y un segundo tramo angulado respecto a dicho primer tramo.

9. Dispositivo, según reivindicación 8, caracterizado porque el ángulo (a) entre ambos tramos es de entre 135° y 165°.

10. Dispositivo, según reivindicación 1, caracterizado porque un propulsor (4) comprende un motor con capacidad de inversión de giro y una hélice para el desplazamiento del aparato en el aire.

11. Dispositivo, según reivindicación 1, caracterizado porque comprende un mecanismo articulado (7) dispuesto entre la estructura de soporte y la parte inferior de la bolsa (que permite el giro de dicha (3) en caso de impacto de la bolsa (3) contra sólidos, de manera que se independicen la bolsa (3) y la estructura 5), no afectando el impacto a la orientación de desplazamiento de la estructura soporte.

12. Dispositivo, según reivindicación 1, caracterizado porque comprende medios de transmisión inalámbricos para la transmisión de los datos captados por los sensores.

13. Dispositivo, según reivindicación 1, caracterizado porque el sistema de navegación inercial comprende sensores de ultrasonidos y/o magnetómetros y/o acelerómetros y/o giroscopios.

14. Dispositivo, según reivindicación 1, caracterizado porque el gas es helio.

15. Dispositivo, según reivindicación 1, caracterizado porque comprende una base de estacionamiento (6).

16. Dispositivo, según reivindicación 15, caracterizado porque la base (6) comprende:

- un asiento (10) para estacionar el dispositivo (2),

- medios de acoplamiento entre el asiento (10) de la base (6) y la estructura soporte (5) del dispositivo (2), y

- un dosificador (11) para llenado y vaciado de la bolsa (3), estando la misma conectada a una bombona de gas (16) mediante una manguera (17).

17. Dispositivo, según reivindicación 15, caracterizado porque la base (6) comprende un cargador (15) para la batería del dispositivo (2).

18. Dispositivo, según reivindicación 15, caracterizado porque la base (6) comprende una plataforma (13) anclada en un pilar (14) u otro elemento vertical para su posicionado en altura.

Tipo: Modelo de Utilidad. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: U201530580.

Solicitante: Creadores de Estrategia para Proyectos de Ingeniería S.L.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: GARCÍA PACHECO,Manuel.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > AERONAVES; AVIACION; ASTRONAUTICA > AERONAVES MAS LIGERAS QUE EL AIRE (instalaciones... > Aeronaves más ligeras que el aire > B64B1/04 (siendo mantenido el perfil por cables o cuerdas que unen superficies opuestas)
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Fragmento de la descripción:

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La presente invención, dispositivo aéreo remoto para medición de variables ambientales en espacios cerrados, por ejemplo invernaderos o instalaciones similares, esencialmente, comprende una estructura que vuela sustentada por un globo o bolsa de helio, y que incorpora sensores de medición y un sistema de navegación que no utiliza GPS, para poder ser utilizado en espacios interiores o cerrados. El dispositivo puede comprender además una base para recarga y estacionamiento.

El campo de aplicación de la presente invención es el de los sistemas aéreos no tripulados o drones.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Se conoce como UAS (Unmanned Aircraft System) a un sistema aéreo no tripulado donde el control del vehículo es completamente autónomo. Un UAS podría definirse genéricamente como un sistema constituido básicamente por un segmento aéreo y un segmento terreno. El segmento aéreo lo forma la plataforma aérea, la carga útil (carga de pago) adecuada a la misión asignada y parte del sistema de comunicaciones. El segmento de tierra incluye equipos de comunicaciones, sistemas de recarga de baterías, sistemas de control de la aeronave (en el caso de que el UAS sea pilotado remotamente) y el sistema de lanzamiento y recogida del segmento aéreo.

La plataforma incorpora además los sistemas de propulsión, posicionamiento, navegación, comunicaciones y los enlaces de datos, necesarios tanto para el control de vuelo, como para el control de la misión, y la descarga de la información capturada. La carga útil está constituida por los medios y equipos embarcados requeridos para la misión.

Las ventajas de un vehículo sin piloto humano son evidentes: gran flexibilidad en cuanto a dimensiones de la aeronave, capacidad de realizar misiones a un coste más reducido, capacidad de asumir riesgos que con un piloto humano serian inasumibles, etc.

Este tipo de sistemas de aeronaves no tripuladas forman parte, desde hace años, de

los inventarios militares, básicamente como plataformas de observación operando desde aeródromos militares y con destino en zonas de conflicto.

No obstante, los avances tecnológicos en los campos de las comunicaciones, en los sistemas de navegación y posicionamiento, el incremento de la capacidad de procesamiento, la compactación de los equipos, el incremento de su fiabilidad, el desarrollo de "cargas de pago" cada vez más ligeras, fiables y con altas prestaciones, han propiciado el desarrollo de este concepto de sistema como plataforma aérea no tripulada para un uso civil y/o comercial desempeñando diferentes funciones.

En el estado actual de la técnica existen sistemas UAS en diferentes configuraciones. Según el "tipo de ala" podemos clasificarlos en: aeroplano, dirigible, helicóptero y multicóptero o multi-rotor.

El inconveniente de estos dispositivos oscila desde una baja autonomía de vuelo hasta una elevada velocidad de desplazamiento y/o altura de vuelo, lo que limita las aplicaciones prácticas de estos, especialmente en "espacios cerrados". Además, el uso extensivo de dispositivos GPS en los sistemas UAS, como elemento de referencia para su posicionamiento en el espacio, dificulta su aplicación en espacios cerrados, dado que la señal GPS no penetra la estructura de un espacio cerrado.

Por otro lado, actualmente el control ambiental en espacios e instalaciones cerradas (ejemplo: edificios, industrias, invernaderos, etc.) se realiza mediante sensores estáticos o fijos, es decir, sensores unidos mecánicamente a paredes, techos, suelos o cualquier otro elemento de la estructura. Por ello, estos sensores proporcionan únicamente información del parámetro medioambiental que miden en un entorno cercano a los mismos.

Además, en los casos en los que se tienen que realizar mediciones en un espacio de grandes dimensiones habrá que instalar tantos sensores fijos como sea necesario, lo cual hace que, en algunos casos, se evite instalar el número adecuado de los mismos como consecuencia del elevado coste que supone. Por todo ello, la solución actual pasa por instalar un número de sensores fijos que no proporcionan la información necesaria.

El objetivo de la presente invención es, por lo tanto, proporcionar un dispositivo para efectuar mediciones en espacios cerrados, especialmente cuando son de grandes dimensiones, mediante el desarrollo del presente dispositivo aéreo remoto.

EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

La presente invención propone un dispositivo aéreo remoto para medición de

variables ambientales en espacios cerrados, por ejemplo invernaderos o instalaciones similares, conforme a la reivindicación 1.

El dispositivo objeto de la invención comprende una bolsa que contiene un gas más ligero que el aire; una estructura soporte asociada a la bolsa, al menos cuatro propulsores o motores situados bajo la bolsa en dos ejes perpendiculares transversales a la bolsa y al menos una placa de control en la estructura soporte conectada con al menos un sensor de medición de un parámetro ambiental, al menos un sistema de navegación inercial, al menos un sistema de control y al menos una fuente de alimentación eléctrica.

La bolsa tiene forma aproximadamente esférica, con una anchura ligeramente mayor que la altura y un eje de giro vertical.

Dicho dispositivo vuela de modo completamente autónomo, sustentado por el globo de helio en forma de bolsa y propulsado por dichos al menos cuatro motores o propulsores y comprendiendo al menos dicho sensor de medición, preferiblemente un conjunto de sensores de medición (temperatura, humedad, presión, etc.), para la medición de las variables ambientales a conseguir, y un sistema de navegación que preferiblemente comprende sensores de ultrasonidos, magnetómetros, acelerómetros y giroscopio, además del sistema de comunicación, control y baterías de alimentación.

El dispositivo comprende al menos dos brazos portantes cruzados sobre cuyos extremos libres se sitúan los propulsores, en concreto uno en cada extremo libre de cada brazo, de manera que dichos brazos cruzados forman 90° entre sí. Los extremos libres de los brazos comprenden un primer tramo y un segundo tramo angulado respecto a dicho primer tramo, de manera que ese ángulo es de entre 135° a 165°.

En una construcción alternativa, pero equivalente a la anterior, el dispositivo puede comprender cuatro brazos portantes en cuyos extremos libres se sitúan los propulsores, en concreto uno en cada extremo libre de cada brazo, de manera que están los brazos dispuestos por parejas uno a continuación del otro. Al igual que en el caso anterior, los brazos comprenden un primer tramo angulado respecto a un segundo tramo.

La distancia entre los motores o propulsores situados en los extremos del mismo brazo, o de los dos brazos dispuestos uno a continuación del otro, es menor que el diámetro de la bolsa o globo, de manera que la propia bolsa o globo protege a los motores o propulsores de colisiones indeseadas, absorbiendo dichas colisiones la propia bolsa o globo.

Asimismo, dicho brazos con los motores o propulsores se asocian a la estructura de soporte, y para independizar en la medida de lo posible la estructura y los motores o propulsores del globo o bolsa, quedan ambos unidos entre si mediante un mecanismo

articulado que permite el giro de forma independiente de la bolsa respecto de la estructura en el supuesto de impacto contra solidos, no afectando así a la orientación de desplazamiento de la estructura soporte.

Cada uno de dichos motores o propulsores comprende un eje de giro, en el que se emplaza preferiblemente una hélice, encargada de propulsar al dispositivo aéreo. El eje de giro de dicha hélice se encuentra inclinado respecto a un eje vertical, paralelo al...

 


Reivindicaciones:

1. Dispositivo (2) aéreo remoto para medición de variables ambientales en espacios cerrados, caracterizado porque comprende:

- Una bolsa (3) que contiene un gas más ligero que el aire con un eje de rotación (V),

- Una estructura soporte (5) asociada a la bolsa (3),

- Al menos cuatro propulsores (4) situados en dos ejes perpendiculares y transversales a la bolsa (3) formando un ángulo de inclinación respecto al citado eje de rotación (V), situados en la parte inferior de la bolsa, y

- Al menos una placa de control en la estructura soporte conectada con al menos un sensor de medición de un parámetro ambiental, al menos un sistema de navegación inercial, al menos un sistema de control y al menos una fuente de alimentación eléctrica.

2. Dispositivo, según reivindicación 1, caracterizado porque la bolsa comprende una altura de menor longitud que el ancho de la bolsa.

3. Dispositivo, según reivindicación 1, caracterizado porque comprende una válvula para el llenado y vaciado del gas.

4. Dispositivo, según reivindicación 1, caracterizado porque la estructura soporte es una plataforma situada en la parte inferior de la bolsa.

5. Dispositivo, según reivindicación 1, caracterizado porque comprende al menos dos brazos portantes (8) cruzados sobre cuyos extremos libres se sitúan los propulsores (4), en concreto uno en cada extremo libre de cada brazo (8).

6. Dispositivo, según reivindicación 4, caracterizado porque los brazos (4) cruzados forman 90º.

7. Dispositivo, según reivindicación 1, caracterizado porque comprende cuatro brazos portantes (8) en cuyos extremos libres se sitúan los propulsores (4), en concreto uno en cada extremo libre de cada brazo (8), estando los brazos dispuestos por parejas uno a continuación del otro.

8. Dispositivo, según reivindicaciones 5 ó 7, caracterizado porque los extremos libres de los brazos comprenden un primer tramo y un segundo tramo angulado respecto a dicho primer tramo.

9. Dispositivo, según reivindicación 8, caracterizado porque el ángulo (a) entre ambos tramos es de entre 135° y 165°.

10. Dispositivo, según reivindicación 1, caracterizado porque un propulsor (4) comprende un motor con capacidad de inversión de giro y una hélice para el desplazamiento del aparato en el aire.

11. Dispositivo, según reivindicación 1, caracterizado porque comprende un mecanismo articulado (7) dispuesto entre la estructura de soporte y la parte inferior de la bolsa (que permite el giro de dicha (3) en caso de impacto de la bolsa (3) contra sólidos, de manera que se independicen la bolsa (3) y la estructura 5), no afectando el impacto a la orientación de desplazamiento de la estructura soporte.

12. Dispositivo, según reivindicación 1, caracterizado porque comprende medios de transmisión inalámbricos para la transmisión de los datos captados por los sensores.

13. Dispositivo, según reivindicación 1, caracterizado porque el sistema de navegación inercial comprende sensores de ultrasonidos y/o magnetómetros y/o acelerómetros y/o giroscopios.

14. Dispositivo, según reivindicación 1, caracterizado porque el gas es helio.

15. Dispositivo, según reivindicación 1, caracterizado porque comprende una base de estacionamiento (6).

16. Dispositivo, según reivindicación 15, caracterizado porque la base (6) comprende:

- un asiento (10) para estacionar el dispositivo (2),

- medios de acoplamiento entre el asiento (10) de la base (6) y la estructura soporte (5) del dispositivo (2), y

- un dosificador (11) para llenado y vaciado de la bolsa (3), estando la misma conectada a una bombona de gas (16) mediante una manguera (17).

17. Dispositivo, según reivindicación 15, caracterizado porque la base (6) comprende un cargador (15) para la batería del dispositivo (2).

18. Dispositivo, según reivindicación 15, caracterizado porque la base (6) comprende una plataforma (13) anclada en un pilar (14) u otro elemento vertical para su posicionado en altura.