TITRE : Système d’atterrissage pour drone, conteneur et drone comprenant ledit système d’atterrissage

Domaine technique

L’invention concerne le domaine de l’aéronautique, plus précisément le domaine des drones, et notamment un système d’atterrissage pour un drone, un conteneur et un drone comprenant ledit système d’atterrissage.

Etat de la technique

De nos jours, il est connu d’utiliser un drone pour porter une caméra ou un objet quelconque tel qu’une charge utile. Le drone comporte une partie supérieure comprenant notamment des hélices et une partie inférieure comprenant notamment un train d’atterrissage. L’intérêt du drone est qu’il peut être utilisé de manière autonome, sans pilote. Toutefois, lorsque l’on veut utiliser un drone pour porter une charge utile, la présence d’un utilisateur ou d’une structure externe au drone telle qu’une plateforme fixe ou mobile est nécessaire pour fixer ladite charge utile sur la partie inférieure du drone.

Or, la présence d’un utilisateur à proximité du drone peut s’avérer dangereuse compte tenu de la présence des hélices qui peuvent être en mouvement. De plus, la présence d’une structure externe adaptée génère un coût et un encombrement non négligeables.

La demande de brevet WO2018072654 (numéro de publication) divulgue un transporteur à déchargement automatique et un véhicule aérien sans pilote. Le support de déchargement automatique comprend: une base de montage pour être fixée avec un véhicule de transport sans pilote, un mécanisme d'entraînement de bras porteur et de multiples bras porteurs reliés à la base de montage par le mécanisme d'entraînement du bras porteur, les multiples bras porteurs sont configurés pour être dépliés ou pliés en raison de l'entraînement du mécanisme d'entraînement du bras porteur, et les multiples bras porteurs sont configurés pour former un espace pour porter un objet pendant un état plié et libérer l'objet porté pendant un état déplié.

La demande de brevet US2018265222 (numéro de publication) divulgue un système de transport utilisant un véhicule aérien sans pilote qui est capable d'effectuer un mouvement tridimensionnel en utilisant l'énergie électrique qui lui est fournie. Le véhicule aérien sans pilote est monté avec un conteneur pour stocker une cargaison à transporter et est piloté au moyen de stations relais qui couvrent la source d'expédition avec la destination d'expédition de la cargaison.

Le document WO2018072654 ne permet un positionnement correct d’un conteneur pour le transport dudit conteneur par le drone. Ainsi, dans l’état de l’art, le conteneur peut être mal positionné lors de son transport ce qui peut occasionner une chute dudit conteneur lors du vol du drone.

Le document US2018265222 ne divulgue pas un conteneur avec une forme standardisée. Ainsi, dans l'état de l'art, le conteneur ne peut être stocké avec d'autres conteneurs de manière optimale.

Aucun des deux documents WO2018072654 et US2018265222 ne permet une fixation correcte de conteneurs successifs à transporter de différentes dimensions sur le drone.

La demande de brevet US2018257781 divulgue un dispositif de transport adapté pour transporter un objet au moyen d’un réceptacle de transport externe.

La demande de brevet CN110398983 divulgue un dispositif de transport autonome adapté pour transporter un conteneur au moyen d’un réceptacle externe. La demande de brevet CN112109901 divulgue un système d’accrochage pour accrocher un objet à un moyen de transport autonome.

Il existe donc un besoin pour permettre la fixation correcte et autonome de conteneurs de différentes dimensions sur le drone en milieu non contrôlé c’est-à- dire en extérieur, en l’absence d’un utilisateur ou d’une structure externe au drone et ce, de manière optimale.

Objet de l’invention

La présente invention vise à surmonter au moins partiellement les problèmes mentionnés ci-dessus.

Ainsi, un premier objet de l’invention consiste à fournir un système d’atterrissage pour drone, ledit drone étant adapté pour transporter un conteneur, ledit système d’atterrissage comprenant :

- un système de pivotement,

- un train d’atterrissage comprenant un élément d’atterrissage connecté à une première extrémité audit système de pivotement, ledit élément d’atterrissage étant mobile de manière réversible, au moyen du système de pivotement, d’une première position d’atterrissage vers une deuxième position de préhension,

- la deuxième extrémité de l’élément d’atterrissage étant libre et comprenant une forme géométrique, ladite forme géométrique comprenant une lame supérieure pour accrocher une surface extérieure du conteneur dans la position de préhension et comprenant une lame inférieure pour permettre de poser le drone sur une surface dans la position d’atterrissage, la lame supérieure et la lame inférieure formant un V, l’élément d’atterrissage comprenant une surface utile configurée de sorte que le train d’atterrissage centre le conteneur lors de la descente du drone sur ledit conteneur et lorsque le conteneur entre en contact avec l’élément d’atterrissage selon la surface utile.

De manière préférée, le système d’atterrissage comprend deux éléments d’atterrissage. De manière préférée, le système d’atterrissage comprend deux jupes de centrage pour centrer le conteneur au-dessous du drone.

De manière préférée, le système d’atterrissage comprend un module de translation pour permettre le déplacement longitudinal des jupes de centrage et le déplacement du train d’atterrissage.

De manière préférée, lesdites jupes de centrage comprennent un crochet.

Un deuxième objet de l’invention consiste à fournir un conteneur adapté pour être accroché par le train d’atterrissage du système d’atterrissage décrit ci-dessus, ledit conteneur comprenant un moyen de préhension adapté pour fonctionner avec la deuxième extrémité libre du train d’atterrissage pour accrocher le conteneur et situé à une distance déterminée de la surface supérieure du conteneur, ledit moyen de préhension comprenant sur la surface extérieure du conteneur une forme en V orientée vers l’intérieur du conteneur.

De manière préférée le conteneur est adapté pour être accroché par la jupe de centrage décrite ci-dessus, ledit conteneur comprenant un moyen de préhension adapté pour fonctionner avec le crochet pour accrocher le conteneur.

De manière préférée, le conteneur comprend des moyens de préhension en forme de V.

Un troisième objet de l’invention consiste à fournir un drone comprenant un système d’atterrissage tel que décrit ci-dessus.

Brève description des dessins

L’invention, sa fonctionnalité, ses applications ainsi que ses avantages seront mieux appréhendés à la lecture de la présente description, faite en référence aux figures, dans lesquelles : [Fig. 1] montre une vue de dessus, de trois quart face d’un drone, selon un mode de réalisation de l’invention ;

[Fig. 2] montre une vue de profil du drone de la figure 1 , selon un mode de réalisation de l’invention ; [Fig. 3] montre une vue en perspective du train d’atterrissage du drone selon la figure 1, selon un mode de réalisation de l’invention ;

[Fig. 4] montre une vue de profil du train d’atterrissage de la figure 3, selon un mode de réalisation de l’invention ;

[Fig. 5] montre une vue en perspective du système de pivotement du train d’atterrissage de la figure 3, selon un mode de réalisation de l’invention ;

[Fig. 6] montre une vue de profil du système de pivotement du train d’atterrissage de la figure 3, selon un mode de réalisation de l’invention ;

[Fig. 7] montre une vue d’ensemble d’une jupe de centrage fixe du drone selon la figure 1 , selon un mode de réalisation de l’invention ; [Fig. 8] montre une vue en perspective d’un module de translation et une jupe de centrage à crochet selon un mode de réalisation de l’invention ;

[Fig. 9] montre un conteneur à transporter par le drone de la figure 1 , selon un premier mode de réalisation de l’invention ;

[Fig. 10] montre un conteneur à transporter, selon un deuxième mode de réalisation de l’invention ;

[Fig. 11] montre un drone et un conteneur lors de la phase de préhension, selon un mode de réalisation de l’invention ;

[Fig. 12] montre un drone lors de la phase au sol, selon un mode de réalisation de l’invention.

Description détaillée de l’invention

La description détaillée ci-après a pour but d’exposer l’invention de manière suffisamment claire et complète, notamment à l’aide d’exemples, mais ne doit en aucun cas être regardée comme limitant l’étendue de la protection aux modes de réalisation particuliers et aux exemples présentés ci-après. Au sein de la présente description, le terme fixe signifie que l’élément concerné ne peut pas se déplacer selon un axe pour ajuster sa position. Le terme mobile signifie que l’élément concerné peut se déplacer selon un axe pour ajuster sa position.

Présentation générale

La figure 1 montre un drone 10 selon un premier mode de réalisation de l’invention. Le drone 10 comprend notamment des hélices 12 adaptées pour permettre au drone de voler. Le drone 10 comprend également un châssis 11 sur lequel est disposée une batterie (non montrée). Le drone 10 peut également fonctionner avec une source d’énergie thermique ou toute autre source d’énergie permettant de mettre en mouvement le drone 10. Le drone 10 comprend un contrôleur de vol ou boîtier de contrôle 15 pour permettre de donner des instructions au drone 10 concernant sa destination, via un système de géolocalisation 13 tel qu’un système GPS (en anglais : Global Positioning System) et concernant le fonctionnement des hélices 12 par exemple. Le drone 10 comprend également un système de positionnement de proximité 14, par exemple un système de balises à ultrason, un système laser ou tout autre système pour permettre au drone de détecter la position d’un conteneur 70 à transporter. Le conteneur 70 est pourvu d’un couvercle 71. Le système de géolocalisation 13 pour une localisation d’ordre général et le système de positionnement de proximité 14 pour une localisation précise peuvent être combinés en un seul système de localisation.

Le drone 10 comprend un système d’atterrissage comprenant deux trains d’atterrissage 20 et deux systèmes de pivotement 50.

Ainsi, le drone 10 comprend deux trains d’atterrissage 20 pour permettre audit drone 10 de se poser sur une surface et un système de pivotement 50 dudit train d’atterrissage 20 pour permettre de contrôler le mouvement du train d’atterrissage 20. La forme du train d’atterrissage 20 est adaptée à la forme rectangulaire du conteneur 70. D’autres formes de train d’atterrissage peuvent être prévues en fonction de la forme du conteneur qui peut être de n’importe quelle forme.

La figure 2 montre le drone 10 de la figure 1 selon une vue de profil.

Train d’atterrissage

Les figures 3 et 4 montrent en détail le train d’atterrissage 20 selon, respectivement, une vue d’ensemble et une vue de profil.

Comme montré sur la figure 3, le train d’atterrissage 20 comprend deux éléments d’atterrissage tels que deux tiges plates 23, 25 reliées à une extrémité par une pièce de liaison 40. L’autre extrémité de chaque tige plate 23, 25 est libre et comprend une forme géométrique telle qu’une double lame 22, 24 en forme de V formée d’une première lame 30 et d’une deuxième lame 32 décrites ci-dessous. Les éléments d’atterrissage peuvent alternativement comprendre deux tubes ou tout autre élément de forme adaptée. La forme de la pièce de liaison 40 est adaptée pour le système de pivotement décrit ci-après.

La figure 4 montre une vue de profil de la double lame 22 et de la tige 23. La double lame 22 comprend une lame supérieure 30 comprenant une face supérieure 34. La face supérieure 34 peut comprendre un appui de type plan ou une rotule par exemple. La double lame 22 comprend également une lame inférieure 32 comprenant une face inférieure 36. La surface d’appui de cette face inférieure 36 est configurée de sorte que le poids du drone 10 peut être supporté lors de l’atterrissage. La face supérieure 34 et la face inférieure 36 peuvent comprendre un moyen de protection tel qu’une mousse amortissante. La tige 23 et la double lame 22 comprennent les mêmes éléments que la tige 25 et la double lame 24. Le train d’atterrissage 20 est orienté selon un angle déterminé par rapport à la verticale, par exemple 35 degrés. Cet angle déterminé est également l’angle formé par la double lame 22. Comme montré sur la figure 3, la pièce de liaison 40 comprend un axe de rotation 41 . Comme également montré sur la figure 4, la pièce de liaison 40 comprend une encoche 42 associée à une première face 44 et à une deuxième face 46.

La pièce de liaison 40 peut soit faire partie intégrante du train d’atterrissage 20 soit être une pièce assemblée sur le train d’atterrissage 20. De manière similaire, la double lame 22, 24 peut soit faire partie intégrante du train d’atterrissage 20 soit être une pièce assemblée sur le train d’atterrissage 20.

Selon des variantes de réalisation, les tiges 23, 25 peuvent comprendre également une triple lame par exemple (non montrée) essentiellement en forme de V dont la pointe serait aplatie pour se rapprocher d’une forme en U. La triple lame comprend une lame pour l’atterrissage, une lame pour la prise de conteneur et une lame verticale entre la lame de prise de conteneur et la lame d’atterrissage pour faciliter l’usinage, bloquer et répartir l’effort si le conteneur se déplace lors du transport. En effet, la lame verticale épouse la forme du moyen de préhension prévu sur le conteneur.

Selon des variantes de réalisation, le nombre de tiges 23, 25 peut varier pour s’adapter à la longueur du conteneur à transporter. Le nombre de trains d’atterrissage 20 peut également varier pour s’adapter au nombre de conteneurs à transporter.

Les angles d’ouverture des lames peuvent varier. L’épaisseur des tiges 23, 25 peut varier pour prendre des valeurs différentes afin d’obtenir un degré déterminé de rigidité.

Les tiges 23, 25, la double lame 22, 24 et la pièce de liaison 40 peuvent être dans un matériau quelconque tel que le carbone ou le métal. Système de pivotement

Le système de pivotement 50 du train d’atterrissage 20 est montré en détail sur les figures 5 et 6. Le système de pivotement 50 est tel que connu dans l’état de l’art.

La figure 5 montre une vue en perspective du système de pivotement 50 comprenant un boîtier de protection 51 montré ouvert pour des raisons de clarté. Le boîtier de protection 51 comprend un moteur électrique 52, une vis sans fin 53 reliée audit moteur électrique 52. Le boîtier de protection 51 comprend également un circuit imprimé 54 afin de commander le moteur électrique 52, des fils électriques entre le circuit imprimé 54 et le moteur électrique 52, des fils électriques d’alimentation 55 et des fils de mise à la terre (non montrés). Les fils électriques d’alimentation 55 relient le circuit imprimé 54 au contrôleur de vol 15.

Comme montré sur la figure 6, le circuit imprimé 54 comprend un capteur de fin de course d’atterrissage 58 et un capteur de fin de course de prise de conteneur 56. Le moteur électrique 52 comprend un palet de déplacement 48 adapté au filetage de la vis sans fin 53 et qui est bloqué en rotation par ses faces externes qui sont plaquées contre une surface plane du boîtier de protection 51. Le train d’atterrissage 20 peut être maintenu avec le boîtier de protection 51 par son axe de pivotement 41.

Lors de la phase de préhension, le système de pivotement 50 fonctionne de la manière suivante.

Le boîtier de contrôle 15 envoie un signal au circuit imprimé 54 pour faire pivoter le train d’atterrissage 20 en position « préhension de conteneur ». Le circuit imprimé 54 transmet l’information au moteur 52. Le moteur 52 se met à tourner dans un sens qui entraîne la vis sans fin 53. Le palet de déplacement 48 se déplace sur le filetage de la vis sans fin 53. Le palet de déplacement 48 entre en contact avec la face 46 de l’encoche 42 du train d’atterrissage 20. Le palet de déplacement 48 fait pivoter le train d’atterrissage 20 sur son axe 41 au moyen de l’encoche 42 jusqu’à arriver au capteur de fin de course de prise de conteneur 56. Le capteur de fin de course de prise de conteneur 56 transmet alors au circuit imprimé 54 l’information comprenant la demande d’arrêt du moteur 52. Le palet de déplacement 48 s’arrête et bloque le train d’atterrissage 20. La face supérieure 34 de la lame supérieure 30 se trouve dans un plan horizontal par rapport au sol et pénètre dans le système de prise de conteneur comme montré sur la figure 11 .

Lors de la phase de déchargement, le système de pivotement 50 fonctionne de la manière suivante.

Le boîtier de contrôle 15 envoie un signal au circuit imprimé 54 pour faire pivoter le train d’atterrissage 20 en position « livraison de conteneur », qui est équivalente à la position d’atterrissage au sol. Le circuit imprimé 54 transmet l’information au moteur 52. Le moteur 52 se met à tourner dans l’autre sens par rapport au sens de rotation du moteur 52 dans la phase de chargement du conteneur. Cette rotation entraîne la vis sans fin 53 en rotation. Le palet de déplacement 48 entre en contact avec la face 44 de l’encoche 42 du train d’atterrissage 20. Le palet de déplacement 48 fait pivoter le train d’atterrissage 20 sur son axe 41 au moyen de l’encoche 42 jusqu’à arriver au capteur de fin de course d’atterrissage 58. Le capteur de fin de course d’atterrissage 58 transmet alors au circuit imprimé 54 l’information comprenant la demande d’arrêt du moteur 52. Le palet de déplacement 48 s’arrête et bloque le train d’atterrissage 20. La face inférieure 36 de la lame inférieure 32 se trouve dans un plan horizontal par rapport au sol, et s’extrait du système de prise de conteneur comme montré sur la figure 12.

Ainsi, la phase de déchargement fonctionne de manière inversée par rapport à la phase de préhension.

Jupe de centrage simple

En référence à la figure 1 , le système d’atterrissage comprend également deux jupes de centrage 60, 62 pour permettre au drone 10 de se centrer sur le conteneur à transporter décrit ci-après. Dans la présente description, les termes centrer et centrage signifient que le conteneur entre en contact avec une surface utile d’un pan de la jupe ou d’une tige du train d’atterrissage et par friction, le conteneur est repoussé vers une position centrale au-dessous du drone. Il

Dans la présente situation les deux jupes de centrage sont symétriques. Les jupes de centrage peuvent également ne pas être symétriques en fonction de la forme du conteneur à transporter. La figure 7 montre en détail la jupe de centrage 60. Chaque jupe de centrage 60, 62 peut être composée d’un ou de plusieurs pans ou éléments de centrage 63.

Sur la figure 7, les pans 63 de la jupe de centrage 60 sont de forme rectangulaire. L’ensemble des arêtes 61 de ces pans 63 est de forme rectangulaire et peut être de forme quelconque telle que circulaire par exemple selon la forme du couvercle 71 du conteneur 70. Les angles d’ouverture des pans 63 peuvent varier en fonction de la précision du système de positionnement de proximité 14. L’épaisseur des pans 63 de la jupe de centrage 60, 62 peuvent également varier afin d’obtenir une rigidité déterminée. Les pans 63 de la jupe de centrage 60, 62 peuvent être dans un matériau quelconque tel que le carbone ou le plastique. Enfin, la jupe de centrage 60, 62 peut être fixée au drone 10 au moyen de fixations telles que des vis noyées par exemple ou peut être réalisée en une seule pièce avec le châssis 11.

Ainsi, le fonctionnement des jupes de centrage est comme décrit ci-après. Lorsque le drone 10 se situe à la verticale du conteneur 70, le drone 10 descend pour se poser sur le conteneur 70. Les jupes de centrage 60, 62 permettent de corriger le manque de précision du système de positionnement de proximité 14 en centrant le conteneur 70 précisément au-dessous du drone 10. Le drone 10 peut alors se poser sur le conteneur 70. Les trains d’atterrissage 20 rentrent chacun dans un moyen de préhension du conteneur. Le drone 10 peut alors décoller puis voler pour transporter le conteneur jusqu’à sa destination.

Le drone 10 peut ensuite atterrir et libérer le conteneur en faisant pivoter les trains d’atterrissage 20 pour que les lames sortent des moyens de préhension. Enfin, le drone 10 peut décoller à nouveau vers une nouvelle destination. Jupe de centrage à crochet

Selon un autre mode de réalisation, les jupes de centrage 64 peuvent comprendre chacune un crochet 66 comme montré sur la figure 8. Les crochets 66 sont destinés à s’insérer dans des moyens de préhension 86, 88 prévus sur les faces frontale et dorsale du conteneur 80 décrit ci-après. Les jupes de centrage mobiles peuvent ne pas être symétriques en fonction de la forme du conteneur à transporter.

Le système d’atterrissage comprend également un module de translation 65 pour permettre à chaque jupe de centrage mobile de coulisser sur un axe pour s’adapter à la longueur et à la largeur du conteneur. Le module de translation comprend par exemple un moteur pas à pas 68 ou tout autre dispositif permettant de déplacer la jupe de centrage comme illustré sur la figure 8.

Selon l’invention, le module de translation peut être appliqué aux jupes de centrage 60, 62, 64 qui deviennent mobiles ou aux trains d’atterrissage 20 qui deviennent mobiles.

Module de translation

Selon un mode de réalisation, les jupes de centrage mobiles sont fixées pour centrer un premier conteneur d’une première longueur et d’une première largeur. Si le deuxième conteneur à transporter possède par exemple une deuxième longueur, les deux jupes mobiles doivent chacune se déplacer pour s’adapter à la deuxième longueur. L’axe du moteur 69 est fileté selon un pas de filetage de valeur déterminée. Dans la mesure où chaque jupe de centrage mobile doit se déplacer d’une distance déterminée, le moteur pas à pas doit effectuer un nombre déterminé de tours pour avancer ou pour reculer. Le contrôleur de vol 15 ou la commande du moteur effectue le calcul du nombre de tours par rapport à la position précédente du module de translation. Le fonctionnement de réglage est similaire lorsque le deuxième conteneur possède une deuxième largeur. Le système d’atterrissage comprend également un module électronique de reconnaissance associé dans son fonctionnement au module de translation. Le module électronique de reconnaissance opère via une communication sans contact et comprend un dispositif de reconnaissance et un lecteur du dispositif de reconnaissance. Le dispositif de reconnaissance comprend par exemple un code barre tel qu’un QR code (marque déposée) apposé sur le couvercle 71 du conteneur et le lecteur du dispositif de reconnaissance comprend par exemple un lecteur de code barre tel qu’un lecteur de QR code (marque déposée) disposé sur le châssis 11. L’information codée via le code barre comprend notamment des informations sur la longueur et la largeur du conteneur.

De manière alternative, les données relatives à la longueur et à la largeur du conteneur peuvent être communiquées au préalable au système d’atterrissage au moyen d’une base de données stockée dans un équipement électronique tel qu’un ordinateur.

Lorsque l’acquisition nécessaire des dimensions du conteneur est effectuée au préalable, l’information concernant les dimensions du conteneur peut être introduite manuellement ou automatiquement au niveau du contrôleur de vol 15.

Lorsque les jupes de centrage sont mobiles, le fonctionnement des jupes de centrage est comme décrit ci-après.

Lorsque le drone 10 se situe à la verticale du conteneur 70, le drone 10 descend pour se poser sur le conteneur 70. Le lecteur de code barre du drone 10 scanne le code barre disposé sur le conteneur 70 et les informations acquises ainsi sont transmises au contrôleur de vol 15. Le contrôleur de vol 15 peut alors calculer le nombre de tours que doivent faire les moteurs pas à pas 68 et dans quel sens faire avancer ou reculer les jupes de centrage mobiles. Ainsi, les moteurs pas à pas 68 tournent en fonction du nombre de tours calculés et font avancer ou reculer les jupes de centrage mobiles selon les données du contrôleur de vol 15.

Dans la situation où les éléments ou les pans des jupes de centrage 60, 62 sont inclinés, une surface utile des éléments des jupes de centrage est utilisée, tel un cône de centrage, lors de la phase d’atterrissage sur le conteneur pour centrer ledit conteneur. La surface utile correspond à la surface intérieure des pans 63 des jupes de centrage.

Dans la situation où les éléments ou les pans des jupes de centrage 64 sont verticaux, les jupes de centrage servent à rabattre le conteneur ou le drone après l’atterrissage. En effet, afin de ne pas gêner la descente du drone 10 sur le conteneur 80, la distance entre les deux jupes frontale et dorsale 64 est plus longue que la longueur du conteneur lors de l’atterrissage. A cet instant, le drone 10 ne sera pas centré selon l’axe Ox. Les jupes vont donc se rabattre c'est-à-dire se rétracter contre le conteneur pour le centrer vis-à-vis du drone 10.

Ensuite, les trains d’atterrissage 20 rentrent dans les moyens de préhension 72, 74, 82, 84 du conteneur. Le drone 10 peut alors décoller et voler vers sa destination.

Lorsque le drone atteint sa destination, il atterrit et libère le conteneur en pivotant les trains d’atterrissage. Si les jupes ont des crochets 66, les crochets 66 sortent des moyens de préhension 86, 88. Le drone 10 peut ensuite décoller vers une nouvelle destination.

Selon un autre mode de réalisation, on peut remplacer les jupes de centrage par deux trains d’atterrissage.

Conteneur à deux moyens de préhension

Sur la figure 1 , le drone 10 transporte un conteneur 70. Comme montré sur la figure 9, le conteneur 70 est de forme parallélépipédique à titre d’exemple et comprend un couvercle 71 et deux moyens de prise de charge ou de préhension 72, 74 sur les faces latérales du conteneur 70. Les deux moyens de préhension 72, 74 sont destinés à recevoir les lames supérieures et inférieures du train d’atterrissage. Par conséquent, les moyens de préhension 72, 74 comprennent une forme en V orientée vers l’intérieur du conteneur 70. Le conteneur 70 est destiné à contenir une charge utile (non montrée). La nature de la charge utile peut être par exemple de type alimentaire, médical ou autres.

Les moyens de préhension 72, 74 sont situés à une hauteur déterminée sur le conteneur 70 et ce quelle que soit la hauteur du conteneur 70. Ainsi, les moyens de préhension 72, 74 sont toujours situés à une même distance de la surface supérieure du conteneur 70. Par conséquent, la double lame 22 du train d’atterrissage 20 est toujours bien positionnée par rapport aux moyens de préhension 72, 74. De ce fait, aucune restriction ne s’impose quant aux dimensions relatives à la hauteur du conteneur.

Selon l’invention, le nombre de moyens de préhension n’est pas limité et varie en fonction de la longueur, de la largeur et du poids du conteneur à soulever afin de le soulever et de le transporter d’un premier lieu à un second lieu.

Le conteneur 70 peut être de forme quelconque, telle que cubique, rectangulaire ou ronde.

L’épaisseur du conteneur peut varier. Le conteneur 70 peut être dans un matériau quelconque tel que le bois ou le plastique.

L’intérieur du conteneur 70 peut contenir une grille compartimentée en différents réceptacles et pourvue d’un fond. Ainsi, l’utilisateur a la possibilité de placer dans chaque compartiment des objets ne nécessitant pas d’emballage, tels que des aliments au détail par exemple.

Conteneur à quatre moyens de préhension

Comme montré sur la figure 10, le conteneur 70 peut également comprendre des moyens de préhension 86, 88 formés de deux éléments ou plus sur les faces frontale et dorsale du conteneur pour recevoir les crochets 66 des jupes de centrage mobiles 64. Concernant les moyens de préhension 86, 88 pour les crochets 66 des jupes de centrage mobiles, ceux-ci sont situés à une hauteur supérieure par rapport à la hauteur des moyens de préhension 82, 84 pour les trains d’atterrissage.

Positions du train d’atterrissage

Comme montré sur les figures 11 et 12, le train d’atterrissage 20 est mobile de manière réversible selon deux positions : une position de préhension montrée sur la figure 11 et une position d’atterrissage montrée sur la figure 12. Ainsi, le train d’atterrissage 20 possède une triple fonction. En référence à la figure 4, la première fonction réalisée par la lame supérieure 30 consiste à accrocher, à prendre, à soulever, à transporter en vol un conteneur et ce sans intervention d’un utilisateur ou d’une structure externe quelconque pour mettre en contact le conteneur avec le drone 10. La deuxième fonction réalisée par la lame inférieure 32 consiste à faire atterrir le drone 10 sur une surface telle que le sol dans une position d'atterrissage et ce sans intervention d’un utilisateur ou d’une structure externe quelconque. Enfin, la troisième fonction réalisée par les tiges 23, 25 consiste à centrer le conteneur lorsque le drone 10 est situé au-dessus du conteneur et n’est pas encore posé sur le conteneur. Ainsi, le train d’atterrissage peut centrer le conteneur selon une direction (Oy) dans le plan horizontal lorsque le conteneur entre en contact avec une des tiges 23, 25 selon une surface utile 26, 28 et ce sans intervention d’un utilisateur ou d’une structure externe quelconque.

Ainsi, au sein de la présente invention, aucun utilisateur et aucune structure externe n’est nécessaire pour charger le conteneur sur le drone puis décharger le conteneur.

Phases de fonctionnement complet

Le drone 10 selon l’invention peut effectuer différents types d’action.

La première action concerne la phase au sol du drone 10. Lorsque le drone 10 ne transporte pas de conteneur, il peut être posé sur le sol comme montré sur la figure 12. La face inférieure 36 de la lame inférieure 32 se trouve à l’horizontale par rapport au sol.

Ensuite lors d’une deuxième phase, le drone 10 décolle et se déplace en vol vers le conteneur 70 à charger. Le drone 10 décolle avec les lames inférieures 32 en position d’atterrissage. Puis le drone se positionne dans la zone géographique déterminée du conteneur grâce au système de géolocalisation 13. Le système de positionnement de proximité 14 est ensuite activé. Puis, en fonction du résultat de la comparaison de la position du drone 10 et de la position du conteneur 70, le contrôleur de vol 15 en déduit le déplacement nécessaire à effectuer par le drone 10.

Lors d’une troisième phase dite de centrage, le drone 10, alors en vol, entame sa descente en direction du conteneur 70. Ensuite, les jupes de centrage viennent ajuster le centrage du drone 10. Les axes (Ox, Oy, Oz) du repère orthonormé (O, x, y, z) dans lequel le drone est défini sont alors respectivement alignés avec les axes (O’x’, O’y’, O’z’) du repère orthonormé (O’, x’, y’, z’) dans lequel le conteneur est défini. Les points O et O’ se confondent. Les axes (Ox, Oy, Oz) et (O’x’, Oy’, Oz’) se superposent. Pour des raisons de clarté, les repères (O, x, y, z) et (O’x’, O’y’, O’z’) sont montrés sans être superposés. Ainsi, le côté gauche du drone 10 coïncide avec le côté gauche du conteneur 70. De manière similaire, le côté droit du drone 10 coïncide avec le côté droit du conteneur 70.

La quatrième action concerne la phase de chargement du conteneur par le drone 10 ou phase de préhension. Le drone 10 se situe alors sur le conteneur 70.

La forme globale du train d’atterrissage 20 et du système de prise de conteneur 22, 24 permettent de centrer le conteneur lors de la phase de serrage puis de bloquer le conteneur selon les axes (Ox, Oy, Oz) du repère orthonormé (O, x, y, z) dans lequel le drone est défini. La phase de préhension est alors terminée, comme indiqué sur la figure 11. Le drone 10 peut décoller. La cinquième action concerne la phase de déchargement ou de livraison du conteneur par le drone 10. Le drone 10 se pose alors sur une zone déterminée pour décharger le conteneur transporté par le drone 10 au moyen du train d’atterrissage 20.

La forme globale du train d’atterrissage 20 et du système de prise de conteneur permettent de libérer le conteneur selon les axes (x, y, z) du repère orthonormé dans lequel le drone est défini. La phase de livraison est alors terminée. Le drone 10 peut éventuellement décoller pour une nouvelle mission, à destination d’un autre conteneur.

Le drone 10 peut transporter lors d’un même vol plusieurs conteneurs. Ainsi, le drone 10 peut comprendre par exemple deux systèmes d’atterrissage placés côte à côte afin que chaque système d’atterrissage porte un conteneur. De manière alternative, le drone 10 peut comprendre par exemple deux systèmes d’atterrissage placés l’un derrière l’autre afin que chaque système d’atterrissage porte un conteneur. Le drone 10 peut ainsi soulever plusieurs conteneurs simultanément ou séparément afin de les relâcher simultanément ou séparément.

Ainsi, selon que les dimensions des conteneurs successifs à transporter sont fixes ou variables et selon que le conteneur est léger ou lourd, différents modes de réalisation décrits ci-dessous peuvent être envisagés pour le décollage au sol, le positionnement au-dessus du conteneur, le centrage lors de la phase de descente ou après l’atterrissage, la prise du conteneur, le décollage, le déplacement au lieu de livraison et le dépôt du conteneur.

Conteneurs légers de mêmes dimensions

Lorsque les différents conteneurs à transporter successivement ont des dimensions identiques concernant la longueur et la largeur et que le conteneur est léger, le conteneur 70 comprend des moyens de préhension 72, 74 latéraux. Le système d’atterrissage comprend alors deux trains d’atterrissage 20 latéraux fixes à double lame et deux jupes 60, 62 frontale et dorsale fixes. Lors du centrage pendant la phase de descente du drone 10, le centrage sur Ox se fait avec le pan frontal incliné des jupes fixes et le centrage sur Oy se fait avec les pans inclinés des éléments d’atterrissage 23, 25 et avec les pans latéraux 63 des jupes fixes 60, 62.

La prise du conteneur s’effectue avec l’activation du système de pivotement 50 décrit ci-dessus. Pour chaque train d’atterrissage 20, les faces supérieures 34 de la lame supérieure 30 entre dans les moyens de préhension latéraux 72, 74 du conteneur 70.

Ensuite le décollage est réalisé comme décrit ci-dessus.

Conteneurs lourds de mêmes dimensions

Lorsque les différents conteneurs à transporter successivement ont des dimensions identiques concernant la longueur et la largeur et que le conteneur est lourd, le conteneur comprend des moyens de préhension latéraux, frontaux et dorsaux à la même hauteur. Le système d’atterrissage comprend alors deux trains d’atterrissage 20 latéraux fixes à double lame et deux trains d’atterrissage frontal et dorsal fixes à double lame.

Lors du centrage pendant la phase de descente du drone 10, le centrage sur Ox se fait avec les pans inclinés des éléments d’atterrissage 23, 25 frontal et dorsal. Le centrage sur Oy se fait avec les pans inclinés des éléments d’atterrissage 23, 25 latéraux.

Lors de la prise de conteneur, le système de pivotement est activé comme décrit ci-dessus. La face supérieure 34 de la lame supérieure 30 des trains d’atterrissage frontal et dorsal entre dans les moyens de préhension frontal et dorsal du conteneur. La face supérieure 34 de la lame supérieure 30 des trains d’atterrissage latéraux 20 entre dans les moyens de préhension latéraux du conteneur. Le décollage, le déplacement au lieu de livraison et le dépôt du conteneur s’effectuent comme décrits ci-dessus.

Conteneurs légers de différentes dimensions

Lorsque les différents conteneurs à transporter successivement ont des dimensions différentes concernant la longueur et la largeur, et que le conteneur est léger, le conteneur 70 comprend des moyens de préhension 72, 74 latéraux. Le système d’atterrissage comprend alors deux trains d’atterrissage 20 latéraux mobiles à double lame et deux jupes mobiles frontale et dorsale sans crochets 60, 62.

Le décollage du drone 10 peut avoir lieu avant ou après l’introduction des dimensions du conteneur.

Ensuite, le réglage des modules de translation 65 est effectué. Ainsi, le réglage des jupes de centrage mobiles 60, 62 frontale et dorsale est opéré en fonction de la longueur du conteneur. Le réglage des trains d’atterrissage 20 latéraux mobiles est opéré en fonction de la largeur du conteneur.

Puis le drone 10 se positionne au-dessus du conteneur selon la même étape décrite ci-dessus. Cette étape peut être effectuée avant le réglage des modules de translation 65.

Lors de la phase de descente, le centrage se fait sur Ox avec le pan frontal incliné des jupes mobiles. Le centrage sur Oy se fait avec les pans inclinés des trains d’atterrissage 20 et aussi avec les pans latéraux des jupes mobiles 60, 62.

Lors de la prise de conteneur, le système de pivotement 50 est activé et la face supérieure 34 de la lame supérieure 30 du train d’atterrissage entre dans les moyens de préhension latéraux du conteneur. Le décollage, le déplacement au lieu de livraison et le dépôt s’effectuent comme décrit ci-dessus.

De manière alternative, lorsque les différents conteneurs à transporter successivement ont des dimensions différentes concernant la longueur et la largeur, et que le conteneur est léger, le conteneur 70 comprend des moyens de préhension latéraux. Le système d’atterrissage comprend alors deux trains d’atterrissage latéraux mobiles à double lame et deux jupes mobiles frontale et dorsale sans crochets 60, 62.

La prise d’information sur les dimensions du conteneur s’effectue lorsque le drone est au-dessus du conteneur au moyen du QR code (marque déposée).

Lors de la phase de descente, le centrage selon l’axe (Ox) se fait avec le pan incliné de la jupe mobile 60, 62. Le centrage selon l’axe (Oy) se fait avec les pans inclinés des trains d’atterrissage et avec les pans latéraux de la jupe mobile.

Lors de la prise de conteneur, le système de pivotement 50 du train d’atterrissage est activé comme décrit ci-dessus. La face supérieure 34 de la lame supérieure 30 du train d’atterrissage 20 entre dans les moyens de préhension latéraux 72, 74 du conteneur.

Le décollage, le déplacement jusqu’au lieu de livraison et le dépôt du conteneur s’effectuent comme décrits ci-dessus.

Conteneurs lourds de différentes dimensions

Lorsque les différents conteneurs à transporter successivement ont des dimensions différentes concernant la longueur et la largeur, et que le conteneur est lourd, le conteneur comprend des moyens de préhension latéraux frontal et dorsal situés à la même hauteur. Le système d’atterrissage comprend alors deux trains d’atterrissage 20 latéraux mobiles à double lame et deux trains d’atterrissage 20 frontal et dorsal mobiles à double lame. L’acquisition nécessaire des dimensions du conteneur est effectuée au préalable.

Lors de la phase de descente, le centrage se fait sur Ox avec les pans inclinés des éléments d’atterrissage frontal et dorsal. Le centrage sur Oy se fait avec les pans inclinés des éléments d’atterrissage latéraux.

Lors de la prise de conteneur, le système de pivotement est activé et la face supérieure 34 de la lame supérieure 30 des éléments d’atterrissage frontal et dorsal entre dans les moyens de préhension frontaux et dorsaux du conteneur et la face supérieure 34 de la lame supérieure 30 des éléments d’atterrissage latéraux entre dans les moyens de préhension latéraux du conteneur.

Le décollage, le déplacement au lieu de livraison et le dépôt s’effectuent comme décrit ci-dessus.

De manière alternative, lorsque les différents conteneurs à transporter successivement ont des dimensions différentes concernant la longueur et la largeur, et que le conteneur est lourd, le conteneur comprend des moyens de préhension latéraux, frontal et dorsal. Les moyens de préhension frontal et dorsal sont situés plus haut que les moyens de préhension latéraux. Le système d’atterrissage comprend alors deux trains d’atterrissage 20 latéraux mobiles à double lame et deux jupes mobiles frontale et dorsale 64 avec crochets 66.

L’acquisition nécessaire des dimensions du conteneur est effectuée au préalable.

Le centrage est effectué après l’atterrissage. Le réglage des dimensions d’écartement des jupes mobiles frontale et dorsale à crochet 64 est supérieur à la longueur selon l’axe (Ox) du conteneur. Lorsque le drone a atterri sur le conteneur, le drone rabat ses jupes frontale et dorsale aux dimensions du conteneur 80. Les crochets 66 s’insèrent dans des moyens de préhension 86, 88 puis le drone 10 ou le conteneur 80 se déplace afin d’être centré l’un par rapport à l’autre. Le système de pivotement 50 du train d’atterrissage est activé comme décrit ci-dessus. La face supérieure 34 de la lame supérieure 30 du train d’atterrissage 20 entre dans les moyens de préhension latéraux 82, 84 du conteneur.

Le décollage et le déplacement au lieu de livraison s’effectuent comme décrit ci- dessus.

Lors du dépôt du conteneur, les trains d’atterrissage latéraux pivotent et se remettent en position d’atterrissage. Les jupes mobiles s’écartent pour que les crochets sortent des moyens de préhension frontal 86 et dorsal 88.

De manière alternative, lorsque les différents conteneurs à transporter successivement ont des dimensions différentes concernant la longueur et la largeur, et que le conteneur est lourd, le conteneur comprend des moyens de préhension latéraux, frontal et dorsal. Les moyens de préhension frontal et dorsal sont situés plus haut que les moyens de préhension latéraux. Le système d’atterrissage comprend deux trains d’atterrissage 20 latéraux mobiles à double lame et deux jupes mobiles frontale et dorsale avec crochets 66.

L’acquisition nécessaire des dimensions du conteneur est effectuée après le positionnement du drone au-dessus du conteneur au moyen du QR code (marque déposée).

Après l’atterrissage, le réglage des dimensions d’écartement des jupes mobiles frontale et dorsale à crochet 64 est supérieur à la longueur selon l’axe (Ox) du conteneur. Lorsque le drone a atterri sur le conteneur, le drone rabat ses jupes frontale et dorsale aux dimensions du conteneur 80. Les crochets 66 s’insèrent dans des moyens de préhension 86, 88 puis le drone 10 ou le conteneur 80 se déplace afin d’être centré l’un par rapport à l’autre. Le système de pivotement 50 du train d’atterrissage est activé comme décrit ci-dessus. La face supérieure 34 de la lame supérieure 30 du train d’atterrissage 20 entre dans les moyens de préhension latéraux 82, 84 du conteneur. Le décollage et le déplacement jusqu’au lieu de livraison s’effectuent comme décrits ci-dessus.

Lors du dépôt du conteneur, les trains d’atterrissage latéraux pivotent et se mettent en position d’atterrissage. Les jupes mobiles 64 s’écartent pour que les crochets 66 sortent des moyens de préhension frontal 86 et dorsal 88 du conteneur 80.

Selon l’invention, le module de translation peut être appliqué aux jupes de centrage qui deviennent mobiles ou aux trains d’atterrissage qui deviennent mobiles.

Les avantages relatifs à la présente invention sont multiples.

En premier lieu, la lame d’atterrissage de la forme en V permet une stabilité améliorée sur le sol par rapport aux solutions de l’état de l’art. En présence de vents latéraux, le risque de basculement du drone est limité.

La lame d’atterrissage de la forme en V apporte également une stabilité améliorée sur un sol pentu en évitant des risques de renversement.

Ensuite, la lame d’atterrissage de la forme en V apporte également une portance améliorée sur un sol meuble, le risque d’enfoncement du drone dans le sol est limité.

Ainsi, la présence combinée de la lame d’atterrissage de la forme en V et des tiges 23, 25 obliques du train d’atterrissage lors de l’atterrissage permet d’avoir un centre de gravité du drone plus bas et une meilleure adaptabilité aux surfaces en milieu non contrôlé c’est-à-dire en extérieur.

De plus, les faces internes 26, 28 du train d’atterrissage servent de centrage du conteneur 70 selon l’axe Oy lors de la descente du drone sur le conteneur 70 à transporter comparé aux solutions de l’art antérieur. Le centrage selon les axes Oy et Oz est également réalisé par le fait que les lames 30, 32 de la forme en V entre dans les moyens de préhension 72, 74 en forme de V du conteneur 70 lors de la phase de chargement du conteneur.

La forme en V du train d’atterrissage entre dans des moyens de préhension 72, 74 en V formés dans le conteneur et les tiges 23, 25 du train d’atterrissage ne touchent pas le conteneur 70 lors du vol du drone. Cela permet d’obtenir un plus grand volume interne du conteneur comparé aux solutions de l’art antérieur.

Par ailleurs, la forme creuse en V du train d’atterrissage permet de développer un dispositif servant à maintenir le drone au sol en présence d’intempéries en utilisant par exemple une barre transversale qui se plaque dans la forme en V. Le drone peut ainsi être bloqué selon les axes Oy et Oz pour éviter un renversement dudit drone.

La forme creuse en V du train d’atterrissage permet également de placer différents dispositifs tels que des capteurs, nécessaires au bon déroulement du vol du drone ou un chargeur à induction. Ces objets sont protégés en vol par la forme en V du train d’atterrissage et par le fait que la forme en V du train d’atterrissage se trouve alors dans le moyen de préhension du conteneur.

Ainsi la forme en V de la double palette du train d'atterrissage apporte une utilité polyvalente.

Chaque train d’atterrissage est lié à un système de pivotement, les deux trains d’atterrissage peuvent donc être rendus indépendants. Ainsi, le drone peut transporter un conteneur asymétrique.

Le système de trains d’atterrissage nécessite seulement deux pièces sans aucune visserie contrairement aux solutions de l’art antérieur.

L’assemblage du système des trains d’atterrissage selon l’invention est aisé. Il suffit d’adapter la pièce de liaison 40 en fonction du système de pivotement utilisé. Cela permet un gain de temps et une réduction des coûts aussi bien lors de l’assemblage que lors des réparations ou des changements de composants.

Ensuite, le nombre réduit de composants permet d’obtenir une flexibilité lors des ajustements nécessaires entre les pièces pendant l’usinage. Selon l’invention, seul un ajustement précis au niveau de la pièce de liaison 40 avec le système de pivotement du train d’atterrissage 50 utilisé permet d’assurer un parallélisme rigoureux des trains d’atterrissage.

Le train d’atterrissage est usiné dans la masse en une seule pièce par exemple au moyen d’une commande numérique ou d’un moule à injection. Il s’agit d’un gain en temps et d’un gain financier.

Les moyens de préhension 72, 74 du conteneur selon l’invention se situent sur les faces latérales du drone. La combinaison de la hauteur des moyens de préhension et de la forme en V du train d’atterrissage permet de s’affranchir des limites quant à la hauteur totale du conteneur à transporter.

La combinaison du module de translation 65 et du train d’atterrissage 20, de la jupe de centrage 60, 62 ou de la jupe de centrage à crochet 64 permet de s’affranchir des limites quant à la longueur et la largeur totale du conteneur à transporter.

Selon l’invention, le train d’atterrissage peut prendre uniquement deux positions qui sont chacune des positions utiles : position d’atterrissage et position de prise de conteneur, ce qui permet d’économiser l’énergie nécessaire pour faire pivoter les trains d’atterrissage.

Selon l’invention, pour améliorer la stabilité au sol, la longueur des lames d’atterrissage peut être augmentée sans que cela gêne le fonctionnement du système de trains d’atterrissage puisque les lames d’atterrissage en forme de V entrent dans les moyens de préhension latéraux du conteneur situés à une hauteur déterminée du conteneur et non à l’extrémité inférieure du conteneur. Selon l’invention, le centrage du conteneur est réalisé sur le contour existant du conteneur à transporter. Contrairement à l’art antérieur, il n’est pas nécessaire de créer une forme particulière sur le conteneur. Ainsi, le conteneur selon l’invention s’intégre facilement dans la chaîne de logistique et peut être stocké avec des conteneurs de l’état de l’art de manière aisée, par exemple lors des empilements.

Selon l’invention, il existe seulement une perte de volume utile pour la prise du conteneur au moyen de la forme en V. Selon l’art antérieur, la perte de volume utile est double car elle concerne la perte de volume utile pour la prise d’objet et la perte de volume utile pour le stockage des conteneurs.

Ainsi, la présente invention permet de fixer correctement des charges utiles de différentes dimensions sur le drone sans plateforme fixe ou mobile de manière autonome et optimale.

Les modes de réalisation précédemment décrits sont indiqués à titre d’exemples uniquement.