DE-102024131998-A1 - Flugregler für eine FPV-Drohne

Abstract

Die vorliegende Anmeldung betrifft eine Flugkontrolleinheit (100) für ein unbemanntes Fluggerät (1), insbesondere für eine FPV-Drohne (1), sowie eine FPV-Drohne (1) mit einer solchen Flugkontrolleinheit (100). Die Anmeldung betrifft ferner eine Adapterplatine (1000) zur Prüfung elektrischer Kontakte und/oder zur Verbindung mit externen Mitteln zum Lesen und/oder Schreiben von Daten auf Mittel zur Datenverarbeitung der Flugkontrolleinheit (100). Die Anmeldung betrifft ferner ein Verfahren (2000) zur Herstellung einer Flugkontrolleinheit (100).

Inventors

• Stefan Thumann

Assignees

• Donaustahl GmbH

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20241104

Claims (15)

1. Flugkontrolleinheit (100) für ein unbemanntes Fluggerät (1), insbesondere für eine FPV-Drohne (1), wobei die Flugregeleinheit (100) umfasst: eine elektronische Motorsteuereinheit (300); und eine elektronische Flugregeleinheit (200); wobei die elektronische Motorsteuereinheit (300) umfasst: eine erste Schnittstelle (310) zum Austausch analoger oder digitaler elektrischer Signale mit der Flugregeleinheit (200); eine zweite Schnittstelle (320) zur Herstellung einer stromführenden Verbindung mit der Batterie (40); mindestens eine dritte Schnittstelle (330) zur Herstellung einer stromführenden Verbindung mit mindestens einer elektrischen Antriebseinheit (20) des unbemannten Fluggeräts (1); und eine Leistungselektronik (340), die dazu eingerichtet ist, auf Grundlage von der Flugregeleinheit (200) empfangener Signale, einen oder mehrere Elektromotoren (24) der elektrischen Antriebseinheit (20) über die dritte Schnittstelle (330) mit elektrischer Leistung aus der Batterie (40) zu versorgen, insbesondere deren Drehzahl und/oder Drehmoment zu regeln; wobei die elektronische Flugregeleinheit (200) umfasst: Mittel zur elektronischen Datenverarbeitung (210); und eine Schnittstelle (220) zur Herstellung einer Verbindung zum Austausch analoger oder digitaler elektrischer Signale mit der elektronischen Motorsteuereinheit (300); wobei die mindestens eine dritte Schnittstelle (330) zur Herstellung einer stromführenden Verbindung mit mindestens einer elektrischen Antriebseinheit (20) des unbemannten Fluggeräts (1) als mechanischer Steckverbinder ausgebildet ist.
2. Flugkontrolleinheit (100) nach Anspruch 1 , wobei die erste Schnittstelle (310) der Motorsteuereinheit (300) und die Schnittstelle (220) der Flugregeleinheit (200) als aufeinander abgestimmte Steckverbinder ausgebildet sind.
3. Flugkontrolleinheit (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Schnittstelle (320) als mechanischer Steckverbinder ausgebildet ist.
4. Flugkontrolleinheit (100) nach Anspruch 3 , wobei die Motorsteuereinheit (300) einen oder mehrere auf einer Platinengrundplatte (302) der Motorsteuereinheit (300) angeordnete Stützkondensatoren (342) zur Stabilisierung einer durch die Batterie (40) bereitgestellten Versorgungsspannung aufweist.
5. Flugkontrolleinheit (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Flugregeleinheit (200) ein oder mehrere zusätzliche Schnittstellen (240) aufweist zur Herstellung einer Verbindung zum Austausch analoger oder digitaler elektrischer Signale mit Mitteln (230) zum Erfassen von IST-Flugparametern und/oder Empfangen von SOLL-Flugparametern und/oder mit Mitteln (250) zur Übertragung eines Videosignals.
6. Flugkontrolleinheit (100) nach Anspruch 5 , wobei die ein oder mehreren zusätzlichen Schnittstellen (240) als mechanische Steckverbinder ausgebildet sind.
7. Flugkontrolleinheit (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Flugregeleinheit (200) eine weitere Schnittstelle (260) aufweist, die dazu eingerichtet ist, digitale oder analoge elektrische Signale durch eine externe Adapterplatine zu empfangen.
8. Flugkontrolleinheit (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Flugregeleinheit (200) dazu eingerichtet ist: elektrische Signale an eine Wirkmittelanordnung (50) des unbemannten Fluggeräts (1) zu senden, um einen oder mehrere elektrische, mechanische, elektromechanische und/oder elektronische Steuerelemente der Wirkmittelanordnung (50) anzusteuern, wobei die Signale bevorzugt ein Zünden und/oder Abwerfen eines oder mehrerer Wirkmittel (54) bewirken; und/oder einen elektrischen Zünder eines oder mehrerer Wirkmittel (54) der Wirkmittelanordnung (50) abschaltbar mit Spannung zu versorgen.
9. Unbemanntes Fluggerät (1), insbesondere eine FPV-Drohne (1), umfassend: eine Flugkontrolleinheit (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche; und einen Nutzlastträger (52), das dazu eingerichtet ist, mindestens ein Wirkmittel (54) aufzunehmen, wobei das Wirkmittel (54) bevorzugt eine Sprengladung und einen Zünder aufweist.
10. Adapterplatine (1000) zur Prüfung elektrischer Kontakte und/oder zur Verbindung mit externen Mitteln zum Lesen und/oder Schreiben von Daten auf Mittel zur Datenverarbeitung der Flugkontrolleinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8 .
11. Kit umfassend eine Flugkontrolleinheit (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 oder ein unbemanntes Fluggerät (1) nach Anspruch 9 , sowie eine Adapterplatine (1000) nach Anspruch 10 .
12. Verfahren (2000) zur Herstellung einer Flugkontrolleinheit (100) für ein unbemanntes Fluggerät (1), insbesondere für eine FPV-Drohne (1), das Verfahren umfassend die Schritte: Bereitstellen (2100) einer elektronischen Motorsteuereinheit (300); Bereitstellen (2210) einer elektronischen Flugregeleinheit (200); und mechanisches Verbinden (2200) der Flugregeleinheit (200) mit der Motorsteuereinheit (300); wobei mindestens der Schritt des mechanischen Verbindens (2200) durch einen Roboter ausgeführt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12 , wobei das mechanische Verbinden (2200) der Flugregeleinheit (200) mit der Motorsteuereinheit (300) gleichzeitig ein elektrisch leitendes Verbinden einer Schnittstelle (220) der Flugregeleinheit (200) mit einer Schnittstelle (310) der Motorsteuereinheit (300) bewirkt.
14. Verfahren nach Anspruch 13 , wobei die elektronische Flugregeleinheit (200) in einer ersten Richtung von der Motorsteuereinheit (200) beabstandet bereitgestellt wird, und wobei anschließend die Flugregeleinheit (200) in einer zu der ersten Richtung senkrechten Ebene so zur Motorsteuereinheit (200) ausgerichtet wird, dass die zu verbindenden Schnittstellen (220, 310) der Flugregeleinheit (200) und der Motorsteuereinheit (300) in der ersten Richtung miteinander fluchten; vorzugsweise wobei das Ausrichten durch einen Roboter ausgeführt wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14 , ferner umfassend den Schritt der Programmierung und/oder Prüfung der Flugkontrolleinheit (100) mittels externer Prüf- und/oder Programmiermittel, wobei der Schritt umfasst: Bereitstellen (2310) einer Adaptereinheit (1000); und elektrisches Verbinden (2330) einer Schnittstelle (1100) der Adaptereinheit (1000) mit einer Schnittstelle (260) der Flugkontrolleinheit (100); vorzugsweise wobei die Schritte des Bereitstellens (2310) und/oder des elektrischen Verbindens (2330) durch einen Roboter ausgeführt werden.

Description

TECHNISCHES GEBIET Die vorliegende Anmeldung betrifft eine Flugkontrolleinheit für ein unbemanntes Fluggerät, insbesondere für eine FPV-Drohne, sowie eine FPV-Drohne mit einer solchen Flugkontrolleinheit. Die Anmeldung betrifft ferner eine Adapterplatine zur Prüfung elektrischer Kontakte und/oder zur Verbindung mit externen Mitteln zum Lesen und/oder Schreiben von Daten auf Mittel zur Datenverarbeitung der Flugkontrolleinheit. Die Anmeldung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer Flugkontrolleinheit. HINTERGRUND Unbemannte Fluggeräte (auch Unmanned Aerial Vehicle - UAV, oder Drohne) werden seit vielen Jahrzehnten militärisch eingesetzt. Im Zuge des seit 2014 andauernden russischen Angriffskriegs gegen die Ukraine kommen Drohnen insbesondere seit der russischen Großinvasion am 24. Februar 2022 in bisher ungekannten Stückzahlen zum Einsatz. Ein Haupttreiber dieser Entwicklung ist die Verwendung bzw. Modifikation von ursprünglich für zivile Zwecke entwickelten Drohnen aus dem Freizeit-, Enterprise- und Consumerbereich, insbesondere von Starrflüglern oder Drehflüglern, wie Quad- und Octocoptern. Neben Aufklärungszwecken werden diese ursprünglich zivilen Drohnen auch unmittelbar zum Erzielen kinetischer Wirkung eingesetzt. Hierbei sind insbesondere das Verbringen von Abwurfmunition einerseits, und die Verwendung der Drohne selbst als Lenkwaffe andererseits zu unterscheiden. In letzterem Fall fungiert die Drohne als sogenannte Loitering Munition, die umgangssprachlich auch als „Kamikaze-Drohnen“ bezeichnet werden. Für die Verwendung als Loitering Munition sind die sogenannten FPV-Drohnen (FPV: „first person view“) bevorzugt, bei der die Drohne mittels Kameratechnik aus der Perspektive der Drohne wie aus der Sicht eines Piloten gesteuert wird. Die von der Drohne ausgesendeten Kamerabilder werden dabei bevorzugt über eine Videobrille dargestellt. Bei der Herstellung von FPV-Drohnen zum militärischen Einsatz, insbesondere als Loitering Munition, werden dabei bisher mehrheitlich kommerziell verfügbare Komponenten aus dem Hobbybereich verwendet, die überwiegend oder ausschließlich in zeitaufwändiger Handarbeit montiert werden müssen. Es besteht daher Bedarf nach einer Rationalisierung der Produktion von FPV-Drohnen zum Einsatz als Loitering Munition. ZUSAMMENFASSUNG Im Hinblick auf den vorbeschriebenen Hintergrund offenbart die vorliegende Anmeldung mehrere Aspekte, die es ermöglichen, die Fertigung von unbemannten Fluggeräten zu rationalisieren. Insofern hierin von unbemannten Fluggeräten, Drohnen, UAVs, o.ä. die Rede ist, sind bevorzugt Drohnen im Micro UAV Bereich (bis 20kg Abfluggewicht) und im Light UAV Bereich (bis 150kg Abfluggewicht) gemeint. Besonders bevorzugt handelt es sich um eine FPV-Drohne und/oder einen Quad- und/oder Octocopter. In einem ersten Aspekt ist eine Flugkontrolleinheit für ein unbemanntes Fluggerät, insbesondere für eine FPV-Drohne, offenbart. Eine beispielhafte Ausführungsform des ersten Aspekts ist im Anspruch 1 definiert. In einem zweiten Aspekt ist ein unbemanntes Fluggerät, insbesondere eine FPV-Drohne, mit einer hierin beschriebenen Flugkontrolleinheit offenbart. Eine beispielhafte Ausführungsform des ersten Aspekts ist im Anspruch 9 definiert. In einem dritten Aspekt ist eine Adapterplatine zur Prüfung elektrischer Kontakte und/oder zur Verbindung mit externen Mitteln zum Lesen und/oder Schreiben von Daten auf Mittel zur Datenverarbeitung einer hierin beschriebenen Flugkontrolleinheit offenbart. Eine beispielhafte Ausführungsform des dritten Aspekts ist im Anspruch 10 definiert. In einem vierten Aspekt ist ein Kit bestehend aus einer hierin beschriebenen Flugkontrolleinheit oder einem hierin beschriebenen Fluggerät, sowie einer hierin beschriebenen Adapterplatine offenbart. Eine beispielhafte Ausführungsform des vierten Aspekts ist im Anspruch 11 definiert. In einem fünften Aspekt ist ein Verfahren zur Herstellung einer hierin beschriebenen Flugkontrolleinheit offenbart. Eine beispielhafte Ausführungsform des fünften Aspekts ist im Anspruch 12 definiert. KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN Im Folgenden werden weitere Aspekte, Ausführungsformen und Beispiele der offenbarten Technologie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben. Dabei beziehen sich die Ausdrücke „links“, „rechts“, „unten“ und „oben“ auf eine Ausrichtung der Zeichnungen, die das normale Lesen der Bezugszeichen ermöglicht, aber nicht notwendigerweise eine Position oder Ausrichtung der Merkmale oder Komponenten in Bezug auf die Herstellung oder den bestimmungsgemäßen Gebrauch definieren, sofern nicht ausdrücklich angegeben oder aus dem technischen Zusammenhang ersichtlich. Der erfahrene Leser wird sofort erkennen, dass die beigefügten Zeichnungen (soweit nicht anders gekennzeichnet) von CAD-Modellen abgeleitet sind und als solche maßstabsgetreu sind. Die in den beigefügten Zeichnungen wiedergegebenen Kombinationen von absoluten und relativen Abmessungen sind repräsentativ für die dargestellten besonde