VEHÍCULO TERRESTRE NO TRIPULADO PARA LA DETECCIÓN Y GEO-LOCALIZACIÓN DE ARTEFACTOS SITUADOS EN SUPERFICIE O ENTERRADOS

VEHÍCULO TERRESTRE NO TRIPULADO PARA LA DETECCIÓN Y GEO-LOCALIZACIÓN DE ARTEFACTOS SITUADOS EN SUPERFICIE O ENTERRADOS
  • País: Espanya
  • Data de sol·licitud: 03/06/2016
  • Número de sol·licitud:

    P201630749

  • Número publicació:

    ES2645453

  • Data de concessió: 01/06/2018
  • Estat: Concesión
  • Inventors:
    Jesús María Vila Rouco
    Carlos Rabaneda Travé
  • Dades del titular:
    Ebotlution Systems SL
  • Dades del representante:
    Luis Miguel MONZÓN DE LA FLOR
  • Clasificación Internacional de Patentes de la publicació:
    B25J 5/00,B62D 55/06,F41H 11/16,
  • Clasificación Internacional de Patentes de la publicació:
  • Data de venciment:

Patent nacional per "VEHÍCULO TERRESTRE NO TRIPULADO PARA LA DETECCIÓN Y GEO-LOCALIZACIÓN DE ARTEFACTOS SITUADOS EN SUPERFICIE O ENTERRADOS"

Aquest registre ha estat sol·licitat per

EBOTLUTION SYSTEMS SL

a través del representant

LUIS MIGUEL MONZÓN DE LA FLOR

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Reivindicacions:
+ ES-2645453_A1 1. Vehículo terrestre no tripulado para la detección y geo-localización de artefactos situados en superficie o enterrados caracterizado por comprender los siguientes elementos: - una estructura bastidor principal (1) , 5 - una caja trasera (2) que da soporte a un conjunto de brazos basculantes (6) y a un motor para desvuelco y desempanzado del vehículo, así como a un equipo de electrónica de control y a un sistema de comunicaciones, - una caja delantera (3) equipada con sensores de escaneado y detección y - un conjunto de rodadura (4) desmontable que comprende unas ruedas, dos traseras 10 y dos delanteras, y dos bandas de rodadura y donde la caja trasera (2) , la delantera (3) y el conjunto de rodadura (4) van acoplados a la estructura bastidor principal (1) , el cual aloja además los motores que actúan sobre las ruedas traseras del conjunto de rodadura (4) , y donde la estructura bastidor principal (1) , la caja trasera (2) , la caja delantera (3) y el 15 conjunto de rodadura (4) están fabricados con materiales no ferromagnéticos 2. Vehículo terrestre no tripulado para la detección y geo-localización de artefactos situados en superficie o enterrados, según reivindicación 1, caracterizado porque la caja trasera (2) aloja los siguientes elementos: componentes de tele-detección, 20 sistemas de iluminación , sistema GPS, baterías, sensores de temperatura/humedad, y sistema de monitorización y señalización. 3. Vehículo terrestre no tripulado para la detección y geo-localización de artefactos situados en superficie o enterrados, según reivindicación 1, caracterizado porque el 25 material no ferromagnético que conforma los elementos del vehículo es plástico y/o caucho. 4. Vehículo terrestre no tripulado para la detección y geo-localización de artefactos situados en superficie o enterrados, según reivindicación 1, caracterizado porque 30 presenta un peso inferior a 25Kg. 5. Vehículo terrestre no tripulado para la detección y geo-localización de artefactos situados en superficie o enterrados, según reivindicación 1, caracterizado porque la caja delantera (3) incluye un sensor de detección de metales y un radar de penetración 35 en tierra. 6. Vehículo terrestre no tripulado para la detección y geo-localización de artefactos situados en superficie o enterrados, según reivindicación 1, caracterizado porque la caja delantera (3) incluye unos actuadores de recogida y manipulación de artefactos, siendo dichos actuadores de tipo brazo articulado con varios ejes movidos por motores 5 paso a paso. 7. Vehículo terrestre no tripulado para la detección y geo-localización de artefactos situados en superficie o enterrados, según reivindicación 1, caracterizado porque las bandas de rodadura (9) son de caucho, y presentan un doble tren de dientes (10) en 10 pista interior y serie de aletas transversales en pista exterior (11). 8. Vehículo terrestre no tripulado para la detección y geo-localización de artefactos situados en superficie o enterrados, según reivindicación 2, caracterizado porque los 15 elementos de tele-detección son unas cámaras de visión y unos detectores de proximidad. 9. Vehículo terrestre no tripulado para la detección y geo-localización de artefactos situados en superficie o enterrados, según reivindicación 1, caracterizado porque los 20 brazos (6) están unidos por una viga transversal y están configurados para bascular desde la posición de plegado contra la pared superior de vehículo hasta aproximadamente 235º. 10. Vehículo terrestre no tripulado para la detección y geo-localización de 25 artefactos situados en superficie o enterrados, según reivindicación 1 caracterizado porque la longitud de la estructura bastidor principal (1) con la caja delantera (3) y trasera (2) acopladas es inferior a la longitud del conjunto de rodadura (4). 11. Vehículo terrestre no tripulado para la detección y geo-localización de 30 artefactos situados en superficie o enterrados según reivindicación 1 que además integra en la caja trasera (2) sistemas electrónicos de procesamiento de datos de los sensores embarcados. 12. Vehículo terrestre no tripulado para la detección y geo-localización de 35 artefactos situados en superficie o enterrados según reivindicación 1 que además integra en la caja trasera (2) un sistema de control de navegación autónoma sobre el terreno con capacidad de detección y evasión de obstáculos mediante corrección de recorridos. 13. Vehículo terrestre no tripulado para la detección y geo-localización de artefactos situados en superficie o enterrados según reivindicación 1 que además 5 integra en la caja trasera (2) un sistema inercial de control de aceleración multi-axial y orientación. 14. Vehículo terrestre no tripulado para la detección y geo-localización de artefactos situados en superficie o enterrados según reivindicación 1 que además 10 integra en la caja trasera (2) sistemas odométricos de control de velocidad y posición de motores. 15. Vehículo terrestre no tripulado para la detección y geo-localización de artefactos situados en superficie o enterrados según reivindicación 1 que además 15 integra en la caja trasera (2) sistemas de posicionamiento por GPS RTK en tiempo real de precisión centimétrica. 16. Vehículo terrestre no tripulado para la detección y geo-localización de artefactos situados en superficie o enterrados según reivindicación 1 que además 20 integra en la caja trasera (2) sistemas redundantes de comunicaciones de telemetría y control bidireccionales. 17. Vehículo terrestre no tripulado para la detección y geo-localización de artefactos situados en superficie o enterrados según reivindicación 1 que además 25 integra en la caja trasera (2) un sistema de visión y transmisión de imagen por radio.

+ ES-2645453_B1 1. Vehículo terrestre no tripulado para la detección y geo-localización de artefactos situados en superficie o enterrados caracterizado por comprender los siguientes elementos: - una estructura bastidor principal (1) , 5 - una caja trasera (2) que da soporte a un conjunto de brazos basculantes (6) y a un motor para desvuelco y desempanzado del vehículo, así como a un equipo de electrónica de control y a un sistema de comunicaciones, - una caja delantera (3) equipada con sensores de escaneado y detección y - un conjunto de rodadura (4) desmontable que comprende unas ruedas, dos traseras 10 y dos delanteras, y dos bandas de rodadura y donde la caja trasera (2) , la delantera (3) y el conjunto de rodadura (4) van acoplados a la estructura bastidor principal (1) , el cual aloja además los motores que actúan sobre las ruedas traseras del conjunto de rodadura (4) , y donde la estructura bastidor principal (1) , la caja trasera (2) , la caja delantera (3) y el 15 conjunto de rodadura (4) están fabricados con materiales no ferromagnéticos 2. Vehículo terrestre no tripulado para la detección y geo-localización de artefactos situados en superficie o enterrados, según reivindicación 1, caracterizado porque la caja trasera (2) aloja los siguientes elementos: componentes de tele-detección, 20 sistemas de iluminación , sistema GPS, baterías, sensores de temperatura/humedad, y sistema de monitorización y señalización. 3. Vehículo terrestre no tripulado para la detección y geo-localización de artefactos situados en superficie o enterrados, según reivindicación 1, caracterizado porque el 25 material no ferromagnético que conforma los elementos del vehículo es plástico y/o caucho. 4. Vehículo terrestre no tripulado para la detección y geo-localización de artefactos situados en superficie o enterrados, según reivindicación 1, caracterizado porque 30 presenta un peso inferior a 25Kg. 5. Vehículo terrestre no tripulado para la detección y geo-localización de artefactos situados en superficie o enterrados, según reivindicación 1, caracterizado porque la caja delantera (3) incluye un sensor de detección de metales y un radar de penetración 35 en tierra. 6. Vehículo terrestre no tripulado para la detección y geo-localización de artefactos situados en superficie o enterrados, según reivindicación 1, caracterizado porque la caja delantera (3) incluye unos actuadores de recogida y manipulación de artefactos, siendo dichos actuadores de tipo brazo articulado con varios ejes movidos por motores 5 paso a paso. 7. Vehículo terrestre no tripulado para la detección y geo-localización de artefactos situados en superficie o enterrados, según reivindicación 1, caracterizado porque las bandas de rodadura (9) son de caucho, y presentan un doble tren de dientes (10) en 10 pista interior y serie de aletas transversales en pista exterior (11). 8. Vehículo terrestre no tripulado para la detección y geo-localización de artefactos situados en superficie o enterrados, según reivindicación 2, caracterizado porque los 15 elementos de tele-detección son unas cámaras de visión y unos detectores de proximidad. 9. Vehículo terrestre no tripulado para la detección y geo-localización de artefactos situados en superficie o enterrados, según reivindicación 1, caracterizado porque los 20 brazos (6) están unidos por una viga transversal y están configurados para bascular desde la posición de plegado contra la pared superior de vehículo hasta aproximadamente 235º. 10. Vehículo terrestre no tripulado para la detección y geo-localización de 25 artefactos situados en superficie o enterrados, según reivindicación 1 caracterizado porque la longitud de la estructura bastidor principal (1) con la caja delantera (3) y trasera (2) acopladas es inferior a la longitud del conjunto de rodadura (4). 11. Vehículo terrestre no tripulado para la detección y geo-localización de 30 artefactos situados en superficie o enterrados según reivindicación 1 que además integra en la caja trasera (2) sistemas electrónicos de procesamiento de datos de los sensores embarcados. 12. Vehículo terrestre no tripulado para la detección y geo-localización de 35 artefactos situados en superficie o enterrados según reivindicación 1 que además integra en la caja trasera (2) un sistema de control de navegación autónoma sobre el terreno con capacidad de detección y evasión de obstáculos mediante corrección de recorridos. 13. Vehículo terrestre no tripulado para la detección y geo-localización de artefactos situados en superficie o enterrados según reivindicación 1 que además 5 integra en la caja trasera (2) un sistema inercial de control de aceleración multi-axial y orientación. 14. Vehículo terrestre no tripulado para la detección y geo-localización de artefactos situados en superficie o enterrados según reivindicación 1 que además 10 integra en la caja trasera (2) sistemas odométricos de control de velocidad y posición de motores. 15. Vehículo terrestre no tripulado para la detección y geo-localización de artefactos situados en superficie o enterrados según reivindicación 1 que además 15 integra en la caja trasera (2) sistemas de posicionamiento por GPS RTK en tiempo real de precisión centimétrica. 16. Vehículo terrestre no tripulado para la detección y geo-localización de artefactos situados en superficie o enterrados según reivindicación 1 que además 20 integra en la caja trasera (2) sistemas redundantes de comunicaciones de telemetría y control bidireccionales. 17. Vehículo terrestre no tripulado para la detección y geo-localización de artefactos situados en superficie o enterrados según reivindicación 1 que además 25 integra en la caja trasera (2) un sistema de visión y transmisión de imagen por radio.

Descripcions:
+ ES-2645453_A1 VEHICULO TERRESTRE NO TRIPULADO PARA LA DETECCIÓN Y GEO-LOCALIZACIÓN DE ARTEFACTOS SITUADOS EN SUPERFICIE O ENTERRADOS Objeto de la invención La presente invención se refiere a un vehículo terrestre para la detección y geo-5 localización de artefactos (minas y restos de explosivos) situados tanto en la superficie terrestre como enterrados que han sido dejados en el terreno tras el paso de los conflictos bélicos, restituyendo así el acceso y uso a/de estas zonas. Estado de la técnica Actualmente se utilizan diversas técnicas, herramientas y métodos para la localización 10 y neutralización de minas y otros artefactos, fundamentalmente: - Vehículos ligeros normalmente tele-operados, equipados con brazos articulados o plataformas que sitúan de forma avanzada respecto a la dirección de movimiento del vehículo los sensores de detección de metal y/o radares de penetración en tierra. 15 - Vehículos pesados derivados de los utilizados en construcción o en la agricultura, modificados parcialmente con blindajes de hierro/acero más robustos y con utillajes rotativos y/o de excavación que remueven el terreno penetrando entre varios centímetros y varios metros para hacer aflorar o explosionar directamente los artefactos. 20 - Sistemas manuales que un operador humano mueve normalmente de forma oscilante a pocos centímetros del suelo y que permiten detectar artefactos por su cantidad de metal o diferencia de densidad respecto al terreno circundante gracias a los sensores especializados en la detección de metal por variación de campo magnético o en la detección de volúmenes de distinta densidad gracias 25 a radares de penetración en tierra (GPR) que habitualmente emiten radiación electromagnética en la banda de las microondas (UHF/VHF). Estos sensores suelen emitir un sonido audible cambiando de tono cuando detectan un posible objetivo. - Perros, ratas u otros animales entrenados/as en la detección de artefactos 30 gracias a su olfato. - Líneas de explosivos detonadas de forma controlada que provocan asimismo la detonación de los posibles artefactos que se encuentran muy próximos. - Otros sistemas más experimentales incluyen entre otros el uso de abejas, drones equipados con cámaras especializadas, sistemas rodantes no 35 motorizados que se mueven por acción del viento o la inclinación del terreno. A diferencia de los equipos o sistemas conocidos hasta ahora, la presente invención propone un vehículo ligero construido con material no ferromagnético con capacidad de navegación autónoma y tele-operada que presenta importantes ventajas derivadas de sus características técnicas específicas como se indica en el apartado siguiente. 5 Descripción de la invención Esta invención presenta un vehículo móvil eléctrico terrestre no tripulado diseñado y construido íntegramente (a excepción de los equipos electrónicos) en base a materiales no ferromagnéticos como el plástico y el caucho, lo que permite el uso de sensórica embarcada muy sensible a metales sin necesidad de estructuras 10 adicionales, articuladas o no, que alejen dichos sensores del bastidor del vehículo. De esta forma se consigue además la construcción de un vehículo portable de peso inferior a 25Kg, equipado con electrónica de control y sensores especializados, que le capacitan para la exploración precisa de extensas áreas de forma tele-operada, semiautónoma y/o, previa carga de una configuración de misión desde una estación 15 terrestre, de forma totalmente autónoma. Dado que el vehículo equipa sensórica especializada en la detección precisa de metal (detectores de metal) y volúmenes por cambio de densidad (radar de penetración en tierra) , el uso inicial para el que está destinado este vehículo es la exploración de terrenos y geolocalización con precisión centimétrica de minas antipersona, 20 antitanque, UXOs (siglas en inglés para referirse a artefactos no explosionados) , IEDs (siglas en inglés de "explosivos improvisados") y otros artefactos. Este diseño constructivo, los materiales utilizados y las avanzadas capacidades sensóricas y motoras incorporadas, le confieren a este vehículo su carácter novedoso y único en el mercado. 25 El vehículo objeto de la presente invención se compone de los siguientes elementos o módulos estructurales, todos realizados en material no ferromagnético, preferiblemente plástico y/o caucho: - Estructura bastidor principal que permite el acoplamiento de una caja trasera, una delantera, y las estructuras de unas ruedas traseras y delanteras, 30 además de alojar y dar soporte a los motores que actúan sobre las ruedas traseras a través de un sistema de acoplamiento flexible de eje motor a ruedas. - Conjunto de rodadura formado por: o Cuatro ruedas de diseño propietario montadas sobre estructura de bastidor mediante machi-hembrado de canales-guías perimetrales. 35 o Dos bandas de rodadura de caucho, preferiblemente con doble tren de dientes en pista interior y serie de aletas transversales en pista exterior. - Caja trasera que da soporte a un conjunto de brazos/motor para desvuelco y desempanzado del vehículo. El vehículo puede puede volcar en un momento 5 dado, quedando apoyado sobre su superficie superior después de perder su posición de verticalidad natural debido a un cambio de nivel brusco en el terreno o como resultado no deseado de una maniobra sobre un obstáculo. Los brazos mencionados actúan plegándose sobre el lomo (parte superior) del vehículo y volviéndose a desplegar para hacer girar el vehículo, provocando su 10 desvuelco, de forma que el vehículo queda de nuevo apoyado sobre las bandas de rodadura y los brazos quedan en la parte superior del mismo. Por otra parte, cuando las bandas de rodadura quedan separadas del suelo debido normalmente a algún material que se apoya en la parte central inferior de la estructura bastidor entre las citadas bandas, se impide la transmisión de 15 movimiento entre las bandas de rodadura y el suelo, lo que denominamos empanzado del mismo. Los brazos girados hasta 235º permiten recuperar el apoyo de las bandas de rodadura sobre el suelo y así continuar con las maniobras de movimiento en las trayectorias del vehículo. A esta maniobra la llamamos desempanzado. 20 La caja trasera también da soporte a baterías a diversos equipamientos de electrónica de control, equipos de potencia, sensores, sistemas de monitorización y señalización, componentes de tele-detección (cámaras, detectores de proximidad, ) , sistemas de iluminación y comunicaciones. - Caja delantera o "payload" equipada con sensores de detección de metal, 25 radar de penetración en tierra, sensores de proximidad inductivos, sónicos o capacitivos o actuadores de recogida y manipulación de artefactos del tipo de elementos articulados con varios ejes movidos por motores paso a paso y su electrónica. La longitud de la estructura bastidor principal con la caja delantera y trasera acopladas 30 (y los brazos apoyados sobre la parte superior del vehículo, es decir, no desplegados) es inferior a la longitud del conjunto de rodadura, lo que hace que el vehículo sea compacto y los sensores que pueda incluir el vehículo no se encuentren de forma adelantada respecto a la dirección del movimiento, además de permitir un reparto equilibrado de la presión del vehículo sobre el terreno. 35 Preferiblemente, el vehículo de la presente invención integra los siguientes sistemas para el control y manejo del mismo, todos ellos se ubican en la caja trasera: - sistemas electrónicos de procesamiento de datos de los sensores embarcados, - sistema de control de navegación autónoma sobre el terreno con capacidad de detección y evasión de obstáculos mediante corrección de recorridos, 5 - sistema inercial de control de aceleración multi-axial y orientación, - sistemas odométricos de control de velocidad y posición de motores, - sistemas de posicionamiento por GPS RTK (siglas en inglés para `Real Time Kinematic") en tiempo real de precisión centimétrica, - sistemas redundantes de comunicaciones de telemetría y control 10 bidireccionales, - sistema de visión y transmisión de imagen por radio. A diferencia de otros vehículos terrestres de similares dimensiones, que habitualmente se fabrican con elementos estructurales metálicos y acoplamientos también metálicos, este vehículo se ha realizado íntegramente en plásticos técnicos y/o caucho, lo que 15 permite alcanzar dos características fundamentales para el uso al que está destinado y que suponen una novedad sobre los sistemas existentes en la actualidad: - Peso muy reducido, que junto con el reparto equilibrado de presión por centímetro en superficie realizado por la banda de caucho del conjunto de rodadura permite pisar el terreno con menos de 100 gr/cm2 y no activar 20 artefactos tan sensibles a la presión como muchos tipos de minas antipersona. - El uso de materiales exclusivamente no ferromagnéticos en toda la parte delantera permite alojar, entre otros, sensores especializados en la detección de metal en el interior de la caja delantera o `payload y en el interior de las ruedas delanteras, minimizando las interferencias electromagnéticas y 25 maximizando la capacidad de detección de los sensores. La invención presenta una clara innovación en las siguientes características: - Los materiales utilizados, obviando los componentes electro-mecánicos y electrónicos, son íntegramente no-ferromagnéticos. Para ello se ha realizado un diseño del chasis (estructura bastidor principal) y de cajas acopladas 30 pensando en la utilización y acoplamiento de materiales plásticos y elastómeros. - La utilización de estos materiales y del sistema de control/navegación inteligente embarcado permite: o El paso del vehículo por encima de minas anti-persona y otros 35 artefactos enterrados sin provocar su explosión, debido a su extremada ligereza y a la utilización de un sistema de tracción/rodadura que reparte muy bien las presiones en el suelo. o El alojamiento de los sensores especializados en la detección de artefactos en la caja delantera del vehículo (payload) sin necesidad de articulaciones o plataformas adelantadas que aseguren que el vehículo 5 no pisa la mina y eviten las interferencias de materiales ferromagnéticos. o La detección mediante detector de metal y radar de penetración en tierra, así como la geo-localización centimétrica, de artefactos enterrados. 10 o La detección frontal mediante detector de metal y geo-localización con precisión centimétrica de las minas con espoleta (activada por presión o inclinación) sobre la superficie. o La navegación de forma autónoma por un área delimitada de terreno (work-area). La configuración de los parámetros de funcionamiento en 15 modo autónomo (patrón de navegación, velocidad de escaneado, dirección principal, criterios de actuación, comunicación, calibración de sensores, etc.) se realiza desde una estación geo-informacional terrestre con la que se comunica de forma inalámbrica por banda de radio UHF. 20 o El control opcional de la navegación de forma tele-operada desde un mando con comunicación por banda de radio UHF. - El diseño de un sistema de desvuelco/desempanzado basado en dos brazos unidos por viga transversal y que basculan sobre el eje formado por la estructura de soporte de motor y el acoplamiento de eje del propio motor, 25 desde la posición de plegado contra la pared superior de vehículo hasta aproximadamente 235º. - El diseño de un conjunto de rodadura, formado por dos bandas de caucho y cuatro ruedas, íntegramente construidas con plástico técnico que se acoplan sobre estructura de chasis mediante sistema de machi-hembrado, sin 30 elementos ferromagnéticos. Descripción de las figuras Con objeto de ayudar a una mayor comprensión de la presente invención se incluyen con carácter ilustrativo y no limitativo las figuras siguientes: 35 Figura 1: representa una vista del vehículo de la presente invención en su posición de reposo, con brazos plegados. Figura 2: representa una vista del vehículo en su posición de preparado para una misión y/o ejecutando movimientos. Cuando el vehículo está en movimiento lleva los brazos en posición alzada. 5 Figura 3: representa una vista lateral del vehículo con sus brazos girados aproximadamente 235º respecto a su posición de plegado contra la pared superior de vehículo. Figura 4: representa una vista modular del vehículo con los módulos desmontables separados para apreciar mejor las distintas partes, sus volúmenes, sus formas de 10 montaje en el conjunto y sus especializaciones funcionales. Descripción detallada de la invención A continuación se describe en detalle el vehículo terrestre de la presente invención en base a las figuras presentadas. Tal y como se puede observar en las figuras 1, 2, 3 y 15 4, el vehículo está formado por un estructura bastidor principal (1) que permite el acoplamiento de una caja trasera (2) , una caja delantera (3) , y un conjunto de rodadura (4) desmontable que incluye cuatro ruedas (8) y dos bandas de rodadura (9) ; además, la estructura bastidor (1) aloja y da soporte a los motores (no visibles en la figura ya que están en el interior de la estructura bastidor) que actúan sobre las ruedas 20 traseras a través de un sistema de acoplamiento flexible de eje motor a ruedas adaptado. La estructura bastidor principal (1) , la caja trasera (2) , la caja delantera (3) y el conjunto de rodadura (4) están fabricados con materiales no ferromagnéticos. La caja trasera (2) da soporte a un conjunto de brazos basculantes (6) y motor para 25 desvuelco y desempanzado delvehículo. Además, la caja trasera (2) aloja los componentes de tele-detección como son unas cámaras de visión y detectores de proximidad, a sistemas de iluminación y comunicaciones, a un sistema GPS, a baterías, al equipo de electrónica de control y potencia, a sensores de temperatura/humedad, y a un sistema de monitorización y señalización. La 30 señalización puede ser tanto acústica mediante uso de bocina, como luminosa a través de piloto de leds. Los brazos (6) están unidos por una viga transversal (5) y basculan sobre el eje formado por la estructura de soporte de motor y el acoplamiento de eje del propio motor, desde la posición de plegado contra la pared superior de vehículo hasta 35 aproximadamente 235º (véase figura 3). La caja delantera (3) está equipada con un sensor de detección de metales y un radar de penetración en tierra. Opcionalmente puede comprender actuadores (del tipo de elementos articulados) de recogida y manipulación de artefactos con varios ejes movidos por motores paso a paso. El conjunto de rodadura (4) está formado por cuatro ruedas (8) montadas sobre la 5 estructura bastidor (1) mediante machi-hembrado de canales-guías perimetrales, además de por dos bandas de rodadura (9) de caucho con doble tren de dientes (10) en pista interior y serie de aletas transversales en pista exterior (11) , montadas sobre cada par de ruedas laterales del vehículo respectivamente. En la figura 2, el vehículo se encuentra en su posición de preparado para una misión 10 y/o ejecutando movimientos. Cuando el vehículo está en movimiento lleva los brazos (6) en posición alzada. En la figura 3 se representa una vista del vehículo en su posición de ejecución de maniobra de desempanzamiento. Ésta se da cuando las bandas de rodadura (9) quedan separadas del suelo debido normalmente a algún material que se apoya en la 15 parte central inferior de la estructura bastidor (1) entre las citadas bandas. Los brazos (6) girados hasta 235º permiten recuperar el apoyo de las bandas de rodadura sobre el suelo y así continuar con las maniobras de movimiento en las trayectorias del vehículo. Las capacidades avanzadas de los sensores incorporados, la ligereza de todo el conjunto (menos de 25Kg incluidas baterías) , su robustez constructiva minimizando 20 elementos de montaje y maximizando áreas de acoplamiento, hacen de este vehículo una herramienta extremadamente potente especialmente para la realización de operaciones de localización de artefactos en tareas de desminado de una forma eficaz robusta, y segura, porque: - Minimiza el consumo energético al ser un vehículo ligero de menos de 25Kg. 25 - Detecta los artefactos enterrados o en superficie sin explosionarlos al llevar los detectores embarcados en el interior de la caja delantera del vehículo, instalados de tal manera que permiten la detección en todo el ancho del vehículo tanto verticalmente (en profundidad) como frontalmente y repartir la presión en superficie consiguiendo una pisada inferior a los 100gr/ cm2. 30 - Procesa los datos de sensores sin interferencias debidas a la influencia de metales en la estructura constructiva. - Incorpora dispositivo receptor GPS RTK (siglas en inglés para `Real Time Kinematic) con recepción de señal de varias constelaciones de satélites (GPS, Glonass, ) por varias líneas (L1/L2) , y radio en la banda de frecuencias 35 medias para comunicaciones en tiempo real con estación base diferencial, lo que permite obtener la posición del vehículo y la geo-localización de los artefactos detectados, con precisión centimétrica, inferior a 2cm de error, y con el sistema en movimiento. - Incorpora varios sistemas de comunicación por radio para transmisión/recepción de telemetría de detección y otros sensores embarcados 5 (sensores de temperatura/humedad, unidad inercial, detectores de proximidad, ). - Incorpora cámara de video y radios para la transmisión de la señal de video a otros sistemas, en la zona interiores huecas intermedias y de cabecera de uno o los dos brazos superiores. 10 - Permite el trabajo sobre el terreno con varias unidades que se relevan entre ciclos de carga y descarga de baterías, - Permite la comunicación por radio, de los datos de geo-localización, con precisión centimétrica, de los artefactos, con estaciones geo-informacionales y otros dispositivos mediante protocolo de comunicaciones seguro y robusto ya 15 que utiliza algoritmos de encriptación estándar y algoritmos de integridad de datos CRC. - El giro del conjunto brazos/motor incorporado a la caja trasera permite el desempanzado del vehículo cuando este queda suspendido de su zona ventral inferior de forma que las bandas de rodadura no tocan el suelo. Esta acción de 20 desempanzado es posible gracias al giro de hasta 235º de los brazos sobre su eje motor.

+ ES-2645453_B1 VEHICULO TERRESTRE NO TRIPULADO PARA LA DETECCIÓN Y GEO-LOCALIZACIÓN DE ARTEFACTOS SITUADOS EN SUPERFICIE O ENTERRADOS Objeto de la invención La presente invención se refiere a un vehículo terrestre para la detección y geo-5 localización de artefactos (minas y restos de explosivos) situados tanto en la superficie terrestre como enterrados que han sido dejados en el terreno tras el paso de los conflictos bélicos, restituyendo así el acceso y uso a/de estas zonas. Estado de la técnica Actualmente se utilizan diversas técnicas, herramientas y métodos para la localización 10 y neutralización de minas y otros artefactos, fundamentalmente: - Vehículos ligeros normalmente tele-operados, equipados con brazos articulados o plataformas que sitúan de forma avanzada respecto a la dirección de movimiento del vehículo los sensores de detección de metal y/o radares de penetración en tierra. 15 - Vehículos pesados derivados de los utilizados en construcción o en la agricultura, modificados parcialmente con blindajes de hierro/acero más robustos y con utillajes rotativos y/o de excavación que remueven el terreno penetrando entre varios centímetros y varios metros para hacer aflorar o explosionar directamente los artefactos. 20 - Sistemas manuales que un operador humano mueve normalmente de forma oscilante a pocos centímetros del suelo y que permiten detectar artefactos por su cantidad de metal o diferencia de densidad respecto al terreno circundante gracias a los sensores especializados en la detección de metal por variación de campo magnético o en la detección de volúmenes de distinta densidad gracias 25 a radares de penetración en tierra (GPR) que habitualmente emiten radiación electromagnética en la banda de las microondas (UHF/VHF). Estos sensores suelen emitir un sonido audible cambiando de tono cuando detectan un posible objetivo. - Perros, ratas u otros animales entrenados/as en la detección de artefactos 30 gracias a su olfato. - Líneas de explosivos detonadas de forma controlada que provocan asimismo la detonación de los posibles artefactos que se encuentran muy próximos. - Otros sistemas más experimentales incluyen entre otros el uso de abejas, drones equipados con cámaras especializadas, sistemas rodantes no 35 motorizados que se mueven por acción del viento o la inclinación del terreno. A diferencia de los equipos o sistemas conocidos hasta ahora, la presente invención propone un vehículo ligero construido con material no ferromagnético con capacidad de navegación autónoma y tele-operada que presenta importantes ventajas derivadas de sus características técnicas específicas como se indica en el apartado siguiente. 5 Descripción de la invención Esta invención presenta un vehículo móvil eléctrico terrestre no tripulado diseñado y construido íntegramente (a excepción de los equipos electrónicos) en base a materiales no ferromagnéticos como el plástico y el caucho, lo que permite el uso de sensórica embarcada muy sensible a metales sin necesidad de estructuras 10 adicionales, articuladas o no, que alejen dichos sensores del bastidor del vehículo. De esta forma se consigue además la construcción de un vehículo portable de peso inferior a 25Kg, equipado con electrónica de control y sensores especializados, que le capacitan para la exploración precisa de extensas áreas de forma tele-operada, semiautónoma y/o, previa carga de una configuración de misión desde una estación 15 terrestre, de forma totalmente autónoma. Dado que el vehículo equipa sensórica especializada en la detección precisa de metal (detectores de metal) y volúmenes por cambio de densidad (radar de penetración en tierra) , el uso inicial para el que está destinado este vehículo es la exploración de terrenos y geolocalización con precisión centimétrica de minas antipersona, 20 antitanque, UXOs (siglas en inglés para referirse a artefactos no explosionados) , IEDs (siglas en inglés de "explosivos improvisados") y otros artefactos. Este diseño constructivo, los materiales utilizados y las avanzadas capacidades sensóricas y motoras incorporadas, le confieren a este vehículo su carácter novedoso y único en el mercado. 25 El vehículo objeto de la presente invención se compone de los siguientes elementos o módulos estructurales, todos realizados en material no ferromagnético, preferiblemente plástico y/o caucho: - Estructura bastidor principal que permite el acoplamiento de una caja trasera, una delantera, y las estructuras de unas ruedas traseras y delanteras, 30 además de alojar y dar soporte a los motores que actúan sobre las ruedas traseras a través de un sistema de acoplamiento flexible de eje motor a ruedas. - Conjunto de rodadura formado por: o Cuatro ruedas de diseño propietario montadas sobre estructura de bastidor mediante machi-hembrado de canales-guías perimetrales. 35 o Dos bandas de rodadura de caucho, preferiblemente con doble tren de dientes en pista interior y serie de aletas transversales en pista exterior. - Caja trasera que da soporte a un conjunto de brazos/motor para desvuelco y desempanzado del vehículo. El vehículo puede puede volcar en un momento 5 dado, quedando apoyado sobre su superficie superior después de perder su posición de verticalidad natural debido a un cambio de nivel brusco en el terreno o como resultado no deseado de una maniobra sobre un obstáculo. Los brazos mencionados actúan plegándose sobre el lomo (parte superior) del vehículo y volviéndose a desplegar para hacer girar el vehículo, provocando su 10 desvuelco, de forma que el vehículo queda de nuevo apoyado sobre las bandas de rodadura y los brazos quedan en la parte superior del mismo. Por otra parte, cuando las bandas de rodadura quedan separadas del suelo debido normalmente a algún material que se apoya en la parte central inferior de la estructura bastidor entre las citadas bandas, se impide la transmisión de 15 movimiento entre las bandas de rodadura y el suelo, lo que denominamos empanzado del mismo. Los brazos girados hasta 235º permiten recuperar el apoyo de las bandas de rodadura sobre el suelo y así continuar con las maniobras de movimiento en las trayectorias del vehículo. A esta maniobra la llamamos desempanzado. 20 La caja trasera también da soporte a baterías a diversos equipamientos de electrónica de control, equipos de potencia, sensores, sistemas de monitorización y señalización, componentes de tele-detección (cámaras, detectores de proximidad, ) , sistemas de iluminación y comunicaciones. - Caja delantera o "payload" equipada con sensores de detección de metal, 25 radar de penetración en tierra, sensores de proximidad inductivos, sónicos o capacitivos o actuadores de recogida y manipulación de artefactos del tipo de elementos articulados con varios ejes movidos por motores paso a paso y su electrónica. La longitud de la estructura bastidor principal con la caja delantera y trasera acopladas 30 (y los brazos apoyados sobre la parte superior del vehículo, es decir, no desplegados) es inferior a la longitud del conjunto de rodadura, lo que hace que el vehículo sea compacto y los sensores que pueda incluir el vehículo no se encuentren de forma adelantada respecto a la dirección del movimiento, además de permitir un reparto equilibrado de la presión del vehículo sobre el terreno. 35 Preferiblemente, el vehículo de la presente invención integra los siguientes sistemas para el control y manejo del mismo, todos ellos se ubican en la caja trasera: - sistemas electrónicos de procesamiento de datos de los sensores embarcados, - sistema de control de navegación autónoma sobre el terreno con capacidad de detección y evasión de obstáculos mediante corrección de recorridos, 5 - sistema inercial de control de aceleración multi-axial y orientación, - sistemas odométricos de control de velocidad y posición de motores, - sistemas de posicionamiento por GPS RTK (siglas en inglés para `Real Time Kinematic") en tiempo real de precisión centimétrica, - sistemas redundantes de comunicaciones de telemetría y control 10 bidireccionales, - sistema de visión y transmisión de imagen por radio. A diferencia de otros vehículos terrestres de similares dimensiones, que habitualmente se fabrican con elementos estructurales metálicos y acoplamientos también metálicos, este vehículo se ha realizado íntegramente en plásticos técnicos y/o caucho, lo que 15 permite alcanzar dos características fundamentales para el uso al que está destinado y que suponen una novedad sobre los sistemas existentes en la actualidad: - Peso muy reducido, que junto con el reparto equilibrado de presión por centímetro en superficie realizado por la banda de caucho del conjunto de rodadura permite pisar el terreno con menos de 100 gr/cm2 y no activar 20 artefactos tan sensibles a la presión como muchos tipos de minas antipersona. - El uso de materiales exclusivamente no ferromagnéticos en toda la parte delantera permite alojar, entre otros, sensores especializados en la detección de metal en el interior de la caja delantera o `payload y en el interior de las ruedas delanteras, minimizando las interferencias electromagnéticas y 25 maximizando la capacidad de detección de los sensores. La invención presenta una clara innovación en las siguientes características: - Los materiales utilizados, obviando los componentes electro-mecánicos y electrónicos, son íntegramente no-ferromagnéticos. Para ello se ha realizado un diseño del chasis (estructura bastidor principal) y de cajas acopladas 30 pensando en la utilización y acoplamiento de materiales plásticos y elastómeros. - La utilización de estos materiales y del sistema de control/navegación inteligente embarcado permite: o El paso del vehículo por encima de minas anti-persona y otros 35 artefactos enterrados sin provocar su explosión, debido a su extremada ligereza y a la utilización de un sistema de tracción/rodadura que reparte muy bien las presiones en el suelo. o El alojamiento de los sensores especializados en la detección de artefactos en la caja delantera del vehículo (payload) sin necesidad de articulaciones o plataformas adelantadas que aseguren que el vehículo 5 no pisa la mina y eviten las interferencias de materiales ferromagnéticos. o La detección mediante detector de metal y radar de penetración en tierra, así como la geo-localización centimétrica, de artefactos enterrados. 10 o La detección frontal mediante detector de metal y geo-localización con precisión centimétrica de las minas con espoleta (activada por presión o inclinación) sobre la superficie. o La navegación de forma autónoma por un área delimitada de terreno (work-area). La configuración de los parámetros de funcionamiento en 15 modo autónomo (patrón de navegación, velocidad de escaneado, dirección principal, criterios de actuación, comunicación, calibración de sensores, etc.) se realiza desde una estación geo-informacional terrestre con la que se comunica de forma inalámbrica por banda de radio UHF. 20 o El control opcional de la navegación de forma tele-operada desde un mando con comunicación por banda de radio UHF. - El diseño de un sistema de desvuelco/desempanzado basado en dos brazos unidos por viga transversal y que basculan sobre el eje formado por la estructura de soporte de motor y el acoplamiento de eje del propio motor, 25 desde la posición de plegado contra la pared superior de vehículo hasta aproximadamente 235º. - El diseño de un conjunto de rodadura, formado por dos bandas de caucho y cuatro ruedas, íntegramente construidas con plástico técnico que se acoplan sobre estructura de chasis mediante sistema de machi-hembrado, sin 30 elementos ferromagnéticos. Descripción de las figuras Con objeto de ayudar a una mayor comprensión de la presente invención se incluyen con carácter ilustrativo y no limitativo las figuras siguientes: 35 Figura 1: representa una vista del vehículo de la presente invención en su posición de reposo, con brazos plegados. Figura 2: representa una vista del vehículo en su posición de preparado para una misión y/o ejecutando movimientos. Cuando el vehículo está en movimiento lleva los brazos en posición alzada. 5 Figura 3: representa una vista lateral del vehículo con sus brazos girados aproximadamente 235º respecto a su posición de plegado contra la pared superior de vehículo. Figura 4: representa una vista modular del vehículo con los módulos desmontables separados para apreciar mejor las distintas partes, sus volúmenes, sus formas de 10 montaje en el conjunto y sus especializaciones funcionales. Descripción detallada de la invención A continuación se describe en detalle el vehículo terrestre de la presente invención en base a las figuras presentadas. Tal y como se puede observar en las figuras 1, 2, 3 y 15 4, el vehículo está formado por un estructura bastidor principal (1) que permite el acoplamiento de una caja trasera (2) , una caja delantera (3) , y un conjunto de rodadura (4) desmontable que incluye cuatro ruedas (8) y dos bandas de rodadura (9) ; además, la estructura bastidor (1) aloja y da soporte a los motores (no visibles en la figura ya que están en el interior de la estructura bastidor) que actúan sobre las ruedas 20 traseras a través de un sistema de acoplamiento flexible de eje motor a ruedas adaptado. La estructura bastidor principal (1) , la caja trasera (2) , la caja delantera (3) y el conjunto de rodadura (4) están fabricados con materiales no ferromagnéticos. La caja trasera (2) da soporte a un conjunto de brazos basculantes (6) y motor para 25 desvuelco y desempanzado delvehículo. Además, la caja trasera (2) aloja los componentes de tele-detección como son unas cámaras de visión y detectores de proximidad, a sistemas de iluminación y comunicaciones, a un sistema GPS, a baterías, al equipo de electrónica de control y potencia, a sensores de temperatura/humedad, y a un sistema de monitorización y señalización. La 30 señalización puede ser tanto acústica mediante uso de bocina, como luminosa a través de piloto de leds. Los brazos (6) están unidos por una viga transversal (5) y basculan sobre el eje formado por la estructura de soporte de motor y el acoplamiento de eje del propio motor, desde la posición de plegado contra la pared superior de vehículo hasta 35 aproximadamente 235º (véase figura 3). La caja delantera (3) está equipada con un sensor de detección de metales y un radar de penetración en tierra. Opcionalmente puede comprender actuadores (del tipo de elementos articulados) de recogida y manipulación de artefactos con varios ejes movidos por motores paso a paso. El conjunto de rodadura (4) está formado por cuatro ruedas (8) montadas sobre la 5 estructura bastidor (1) mediante machi-hembrado de canales-guías perimetrales, además de por dos bandas de rodadura (9) de caucho con doble tren de dientes (10) en pista interior y serie de aletas transversales en pista exterior (11) , montadas sobre cada par de ruedas laterales del vehículo respectivamente. En la figura 2, el vehículo se encuentra en su posición de preparado para una misión 10 y/o ejecutando movimientos. Cuando el vehículo está en movimiento lleva los brazos (6) en posición alzada. En la figura 3 se representa una vista del vehículo en su posición de ejecución de maniobra de desempanzamiento. Ésta se da cuando las bandas de rodadura (9) quedan separadas del suelo debido normalmente a algún material que se apoya en la 15 parte central inferior de la estructura bastidor (1) entre las citadas bandas. Los brazos (6) girados hasta 235º permiten recuperar el apoyo de las bandas de rodadura sobre el suelo y así continuar con las maniobras de movimiento en las trayectorias del vehículo. Las capacidades avanzadas de los sensores incorporados, la ligereza de todo el conjunto (menos de 25Kg incluidas baterías) , su robustez constructiva minimizando 20 elementos de montaje y maximizando áreas de acoplamiento, hacen de este vehículo una herramienta extremadamente potente especialmente para la realización de operaciones de localización de artefactos en tareas de desminado de una forma eficaz robusta, y segura, porque: - Minimiza el consumo energético al ser un vehículo ligero de menos de 25Kg. 25 - Detecta los artefactos enterrados o en superficie sin explosionarlos al llevar los detectores embarcados en el interior de la caja delantera del vehículo, instalados de tal manera que permiten la detección en todo el ancho del vehículo tanto verticalmente (en profundidad) como frontalmente y repartir la presión en superficie consiguiendo una pisada inferior a los 100gr/ cm2. 30 - Procesa los datos de sensores sin interferencias debidas a la influencia de metales en la estructura constructiva. - Incorpora dispositivo receptor GPS RTK (siglas en inglés para `Real Time Kinematic) con recepción de señal de varias constelaciones de satélites (GPS, Glonass, ) por varias líneas (L1/L2) , y radio en la banda de frecuencias 35 medias para comunicaciones en tiempo real con estación base diferencial, lo que permite obtener la posición del vehículo y la geo-localización de los artefactos detectados, con precisión centimétrica, inferior a 2cm de error, y con el sistema en movimiento. - Incorpora varios sistemas de comunicación por radio para transmisión/recepción de telemetría de detección y otros sensores embarcados 5 (sensores de temperatura/humedad, unidad inercial, detectores de proximidad, ). - Incorpora cámara de video y radios para la transmisión de la señal de video a otros sistemas, en la zona interiores huecas intermedias y de cabecera de uno o los dos brazos superiores. 10 - Permite el trabajo sobre el terreno con varias unidades que se relevan entre ciclos de carga y descarga de baterías, - Permite la comunicación por radio, de los datos de geo-localización, con precisión centimétrica, de los artefactos, con estaciones geo-informacionales y otros dispositivos mediante protocolo de comunicaciones seguro y robusto ya 15 que utiliza algoritmos de encriptación estándar y algoritmos de integridad de datos CRC. - El giro del conjunto brazos/motor incorporado a la caja trasera permite el desempanzado del vehículo cuando este queda suspendido de su zona ventral inferior de forma que las bandas de rodadura no tocan el suelo. Esta acción de 20 desempanzado es posible gracias al giro de hasta 235º de los brazos sobre su eje motor.

Publicacions:
ES2645453 (05/12/2017) - A1 Solicitud de patente con informe sobre el estado de la técnica
ES2645453 (08/06/2018) - B1 Patente de invención

Esdeveniments:
En data 03/06/2016 es va realitzar 3101P_Registro Instancia Solicitud
En data 06/06/2016 es va realitzar Admisión a Trámite
En data 07/06/2016 es va realitzar Provisionalmente Secreta
En data 07/06/2016 es va realitzar 1011X_Notificación del Régimen secreto al Ministerio Defensa
En data 07/06/2016 es va realitzar 1010X_Notificación del Régimen secreto al Solicitante y al representante
En data 07/07/2016 es va realitzar 1010X_Notificación del Régimen secreto al Solicitante y al representante
En data 15/09/2016 es va realitzar Registro Informe Ministerio Defensa
En data 28/09/2016 es va realitzar Continuación del Procedimiento
En data 04/10/2016 es va realitzar Publicación Continuación del Procedimiento e Inicio IET
En data 05/12/2016 es va realitzar 3411X_Alta Mandatarios
En data 05/12/2016 es va realitzar Alta mandatario
En data 03/05/2017 es va realitzar Informe Estado de la Tecnica
En data 03/05/2017 es va realitzar 1109P_Comunicación Traslado del IET
En data 05/12/2017 es va realitzar Publicación Solicitud con IET (BOPI)
En data 05/12/2017 es va realitzar Publicación Folleto Solicitud con IET (A1)
En data 05/12/2017 es va realitzar EP2_Petición Procedimiento General de Concesión
En data 05/12/2017 es va realitzar Reanudación Procedimiento General de Concesión
En data 13/12/2017 es va realitzar Publicación Reanudación Procedimiento General de Concesión
En data 06/03/2018 es va realitzar Publicación Traslado Observaciones del IET
En data 25/05/2018 es va realitzar Sin Modificación de Reivindicaciones
En data 01/06/2018 es va realitzar Concesión
En data 01/06/2018 es va realitzar 1203P_Notificación Concesión por Procedimiento General de Concesión
En data 08/06/2018 es va realitzar Publicación Concesión Patente Art 37 3
En data 08/06/2018 es va realitzar Publicación Folleto Concesión
En data 28/08/2018 es va realitzar Entrega Título Patente

Pagaments:
12/12/2016 - Pago Tasas IET
24/08/2018 - Pago 03 Anualidad

Informació sobre el registre de patent nacional per VEHÍCULO TERRESTRE NO TRIPULADO PARA LA DETECCIÓN Y GEO-LOCALIZACIÓN DE ARTEFACTOS SITUADOS EN SUPERFICIE O ENTERRADOS amb el nombre P201630749

El registre de patent nacional per VEHÍCULO TERRESTRE NO TRIPULADO PARA LA DETECCIÓN Y GEO-LOCALIZACIÓN DE ARTEFACTOS SITUADOS EN SUPERFICIE O ENTERRADOS amb el nombre P201630749 va ser sol·licitat el 03/06/2016. Es tracta d'un registre en Espanya pel que aquest registre no ofereix protecció en la resta dels països. El registre VEHÍCULO TERRESTRE NO TRIPULADO PARA LA DETECCIÓN Y GEO-LOCALIZACIÓN DE ARTEFACTOS SITUADOS EN SUPERFICIE O ENTERRADOS amb el nombre P201630749 va ser sol·licitat per EBOTLUTION SYSTEMS SL mitjançant els serveis de l'agente Luis Miguel MONZÓN DE LA FLOR.

Altres invencions sol·licitades per Ebotlution Systems SL

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Altres invencions sol·licitades a través del representant LUIS MIGUEL MONZÓN DE LA FLOR

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Patents a Espanya

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