CN103803053A - 一种用于系留气球锚泊平台排线机构的排线优化装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于系留气球锚泊平台排线机构的排线优化装置，该装置包括用于检测系留缆绳状态的安装座、杠杆转轴、杠杆、限位块、拉线式位移传感器、复位装置、测量辊和导向辊，以及用于根据拉线式位移传感器的测量数据进行排线轮位置调整的微控制器，其中杠杆转轴、限位块、拉线式位移传感器、复位装置和导向辊均安装在安装座上，安装座通过螺栓安装在与丝杠螺母一起移动的平台上。本发明提供的用于系留气球锚泊平台排线机构的排线优化装置，结构紧凑、安装方便，能够大大改善机械排线机构对不同直径系留缆绳的适应性，显著提高排线精度和质量。

Description

一种用于系留气球锚泊平台排线机构的排线优化装置

技术领域

本发明涉及排线技术领域，具体来说，涉及一种用于系留气球锚泊平台排线机构的排线优化装置，尤其适用于机械排线系统性能的优化。

背景技术

系留气球属于浮空器的一种，依靠空气浮力升空，通过系留缆绳与地面锚泊平台相连。地面锚泊平台通过收、放系留缆绳实现系留气球的回收与发放。

排线装置将系留缆绳规则、有序的缠绕在容缆滚筒上，减小滚筒对系留缆绳的损伤，确保系留气球正常发放和回收，是锚泊平台的关键部件。排线装置结构形式有多种，在大型容缆系统中普遍采用以下形式：通过同步带或齿轮传动机构，由驱动容缆滚筒的电机带动排线装置中的丝杠转动，从而带动丝杠上的螺母移动，与螺母平台固连的排线轮牵引系留缆绳在容缆滚筒上规则缠绕。

系留气球的系留缆绳通常为特制缆绳，一般由电力电缆、通讯光纤、中心加强芯、高强纤维、金属网套以及护套等通过特殊工艺加工而成。系留缆绳的粗细不均以及表面软硬程度不同都会对排线精度造成影响，引起排线混乱，影响系留气球的正常发放和回收。系留缆绳长期不规则缠绕使用，将影响系留缆绳使用寿命，造成安全隐患。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明为解决现有技术中存在的上述问题，提供了一种用于系留气球锚泊平台排线机构的排线优化装置，该装置安装于机械排线系统上，根据测量装置的反馈信号对排线轮位置进行自动调整，提高排线质量。

(二)技术方案

为达到上述目的，本发明提供了一种用于系留气球锚泊平台排线机构的排线优化装置，该装置包括用于检测系留缆绳状态的安装座1、杠杆转轴2、杠杆3、限位块4、拉线式位移传感器5、复位装置6、测量辊7和导向辊9，以及用于根据拉线式位移传感器的测量数据进行排线轮位置调整的微控制器，其中杠杆转轴2、限位块4、拉线式位移传感器5、复位装置6和导向辊9均安装在安装座1上，安装座1通过螺栓安装在与丝杠螺母一起移动的平台12上。

上述方案中，所述杠杆转轴2、杠杆3、限位块4、拉线式位移传感器5、测量辊7和导向辊9均包含对称设置的2个。

上述方案中，所述微控制器包括AD采集单元、逻辑判断单元、设置单元、工作状态输出单元以及控制量输出单元，其中逻辑判断单元同时连接于AD采集单元、设置单元、工作状态输出单元以及控制量输出单元。

上述方案中，所述AD采集单元用于采集拉线式位移传感器5的测量结果，设置单元用于设置工作阈值，逻辑判断单元用于信息处理，控制量输出单元用于控制电机，工作状态输出单元用于显示工作状态。

上述方案中，在该排线优化装置中，连接于地面锚泊平台的系留缆绳8经过排线轮11后依次从两个导向辊9和两个测量辊7之间穿过，缠绕在容缆滚筒10上；两个导向辊9保证系留缆绳8不会从两个测量辊7之间脱落；测量辊7安装于杠杆3的一端，拉线式位移传感器5的测量拉线固定于杠杆3的另一端，杠杆3中部固接于杠杆转轴2，杠杆3能够绕杠杆转轴2在水平面内转动；限位块4限制杠杆3只能单方向转动；杠杆3转动后，将拉出拉线式位移传感器5的测量拉线，通过微控制器采集得到杠杆3末端的位移，从而计算出测量辊7的位移以及系留缆绳8的偏移角度；当采集得到的杠杆3末端的位移大于设定的阈值时，微控制器输出电机控制信号控制电机转动，电机用于控制排线轮11的位置，从而调整排线轮11的位置，使系留缆绳8重新回到与容缆滚筒10轴线相垂直的位置；同时在复位装置6的作用下，杠杆3绕杠杆转轴2反向旋转，碰到限位块4后停止，测量辊7回复到原来的位置。

上述方案中，在该排线优化装置中，当系留缆绳8与容缆滚筒10轴线不垂直时，系留缆绳8带动一侧的测量辊7从位置b变化到位置b’，杠杆3绕杠杆转轴2水平转动，拉线式位移传感器5的测量拉线被拉出；微控制器实时采集拉线被拉出的位移，当采集结果大于设定的阈值，微控制器输出电机控制信号控制电机转动，从而调整排线轮11的位置，使系留缆绳8重新回到与容缆滚筒10轴线相垂直的位置，即系留缆绳从位置a’回到位置a；同时在复位装置6的作用下，杠杆3绕杠杆转轴2反向旋转，碰到限位块4后停止，测量辊7从位置b’回到位置b。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：

1、本发明提供的用于系留气球锚泊平台排线机构的排线优化装置，提高了锚泊平台系留缆绳容缆滚筒机械排线系统对系留缆绳的适应性，大大减少了排线混乱现象，显著提高排线精度和质量。

2、本发明提供的用于系留气球锚泊平台排线机构的排线优化装置，实时检测锚泊平台系留缆绳容缆滚筒排线机构的排线状况，当系留缆绳的位置出现偏差时，通过调节排线轮的位置对系留缆绳位置进行调整，使排线整齐，基本杜绝了排线混乱现象，提高了排线精度和质量，有效提高系留缆绳的寿命。

3、本发明提供的用于系留气球锚泊平台排线机构的排线优化装置，对原排线机构的改动很小，安装座通过螺钉固定在丝杠螺母平台上，易安装和拆卸，方便推广应用。

4、本发明提供的用于系留气球锚泊平台排线机构的排线优化装置，原机械排线机构通常只能适应一种直径的系留缆绳，加上此排线优化装置后，由于能够对排线轮位置实时调节，将能够适应一定直径范围内的系留缆绳，大大增强了系统的适应性。

附图说明

图1、图2为本发明的提供的用于系留气球锚泊平台排线机构的排线优化装置的机械结构的剖面示意图；

图3为本发明的提供的用于系留气球锚泊平台排线机构的排线优化装置的机械结构的三维结构示意图；

图4、图5为本发明的提供的用于系留气球锚泊平台排线机构的排线优化装置的机械结构的工作原理示意图；

图6为用于控制本发明提供的用于系留气球锚泊平台排线机构的排线优化装置的微控制器的示意图；

图7是微控制器、拉线式位移传感器5、电机以及排线轮11之间连接关系的示意图。

图中，1-安装座、2-杠杆转轴、3-杠杆、4-限位块、5-拉线式位移传感器、6-复位装置、7-测量辊、8-系留缆绳、9-导向辊、10-容缆滚筒、11-排线轮、12-丝杠螺母平台、13-丝杠。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

在排线轮的牵引下，理想状态系留缆绳与容缆滚筒轴线相垂直，在此状态下，排线松紧适合，效果最佳，系留缆绳的粗细不均以及表面软硬程度都会改变这一状态，使排线效果变差。本发明的提供的用于系留气球锚泊平台排线机构的排线优化装置通过机械装置将系留缆绳与容缆滚筒的倾斜角度转换为拉线式位移传感器的位移量，根据采集的此位移量的变化对排线轮的位置进行调整，从而使系留缆绳与容缆滚筒之间保持合适的角度，改善排线质量。

本发明提供的用于系留气球锚泊平台排线机构的排线优化装置，包括如图1、图2和图3所示的用于检测系留缆绳状态的安装座1、杠杆转轴2、杠杆3、限位块4、拉线式位移传感器5、复位装置6、测量辊7和导向辊9，以及如图6所示的用于根据拉线式位移传感器的测量数据进行排线轮位置调整的微控制器。其中，杠杆转轴2、杠杆3、限位块4、拉线式位移传感器5、测量辊7和导向辊9作为本发明提供的用于系留气球锚泊平台排线机构的排线优化装置的机械结构，均包含对称设置的2个。杠杆转轴2、限位块4、拉线式位移传感器5、复位装置6和导向辊9均安装在安装座1上，安装座1通过螺栓安装在与丝杠螺母一起移动的平台12上。

该微控制器包括AD采集单元、逻辑判断单元、设置单元、工作状态输出单元以及控制量输出单元，如图6所示，逻辑判断单元同时连接于AD采集单元、设置单元、工作状态输出单元以及控制量输出单元，AD采集单元用于采集拉线式位移传感器5的测量结果，设置单元用于设置工作阈值，逻辑判断单元用于信息处理，控制量输出单元用于控制电机，工作状态输出单元用于显示工作状态。微控制器、拉线式位移传感器5、电机以及排线轮11之间连接关系如图7所示。

本发明提供的用于系留气球锚泊平台排线机构的排线优化装置中各组成部分之间的交互关系如图4所示，连接于地面锚泊平台的系留缆绳8经过排线轮11后依次从两个导向辊9和两个测量辊7之间穿过，缠绕在容缆滚筒10上；两个导向辊9保证系留缆绳8不会从两个测量辊7之间脱落；测量辊7安装于杠杆3的一端，拉线式位移传感器5的测量拉线固定于杠杆3的另一端，杠杆3中部固接于杠杆转轴2，杠杆3能够绕杠杆转轴2在水平面内转动；限位块4限制杠杆3只能单方向转动；杠杆3转动后，将拉出拉线式位移传感器5的测量拉线，通过微控制器采集得到杠杆3末端的位移，从而计算出测量辊7的位移以及系留缆绳8的偏移角度；当采集得到的杠杆3末端的位移大于设定的阈值时，微控制器输出电机控制信号控制电机转动，电机用于控制排线轮11的位置，从而调整排线轮11的位置，使系留缆绳8重新回到与容缆滚筒10轴线相垂直的位置；同时在复位装置6的作用下，杠杆3绕杠杆转轴2反向旋转，碰到限位块4后停止，测量辊7回复到原来的位置。

本发明提供的用于系留气球锚泊平台排线机构的排线优化装置的工作过程如图5所示，在该排线优化装置中，当系留缆绳8与容缆滚筒10轴线不垂直时，系留缆绳8带动一侧的测量辊7从位置b变化到位置b’，杠杆3绕杠杆转轴2水平转动，拉线式位移传感器5的测量拉线被拉出；微控制器实时采集拉线被拉出的位移，当采集结果大于设定的阈值，微控制器输出电机控制信号控制电机转动，从而调整排线轮11的位置，使系留缆绳8重新回到与容缆滚筒10轴线相垂直的位置，即系留缆绳从位置a’回到位置a；同时在复位装置6的作用下，杠杆3绕杠杆转轴2反向旋转，碰到限位块4后停止，测量辊7从位置b’回到位置b。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于系留气球锚泊平台排线机构的排线优化装置，其特征在于，该装置包括用于检测系留缆绳状态的安装座(1)、杠杆转轴(2)、杠杆(3)、限位块(4)、拉线式位移传感器(5)、复位装置(6)、测量辊(7)和导向辊(9)，以及用于根据拉线式位移传感器的测量数据进行排线轮位置调整的微控制器，其中杠杆转轴(2)、限位块(4)、拉线式位移传感器(5)、复位装置(6)和导向辊(9)均安装在安装座(1)上，安装座(1)通过螺栓安装在与丝杠螺母一起移动的平台(12)上。

2.根据权利要求1所述的用于系留气球锚泊平台排线机构的排线优化装置，其特征在于，所述杠杆转轴(2)、杠杆(3)、限位块(4)、拉线式位移传感器(5)、测量辊(7)和导向辊(9)均包含对称设置的2个。

3.根据权利要求1所述的用于系留气球锚泊平台排线机构的排线优化装置，其特征在于，所述微控制器包括AD采集单元、逻辑判断单元、设置单元、工作状态输出单元以及控制量输出单元，其中逻辑判断单元同时连接于AD采集单元、设置单元、工作状态输出单元以及控制量输出单元。

4.根据权利要求3所述的用于系留气球锚泊平台排线机构的排线优化装置，其特征在于，所述AD采集单元用于采集拉线式位移传感器(5)的测量结果，设置单元用于设置工作阈值，逻辑判断单元用于信息处理，控制量输出单元用于控制电机，工作状态输出单元用于显示工作状态。

5.根据权利要求1所述的用于系留气球锚泊平台排线机构的排线优化装置，其特征在于，在该排线优化装置中，连接于地面锚泊平台的系留缆绳(8)经过排线轮(11)后依次从两个导向辊(9)和两个测量辊(7)之间穿过，缠绕在容缆滚筒(10)上；两个导向辊(9)保证系留缆绳(8)不会从两个测量辊(7)之间脱落；测量辊(7)安装于杠杆(3)的一端，拉线式位移传感器(5)的测量拉线固定于杠杆(3)的另一端，杠杆(3)中部固接于杠杆转轴(2)，杠杆(3)能够绕杠杆转轴(2)在水平面内转动；限位块(4)限制杠杆(3)只能单方向转动；杠杆(3)转动后，将拉出拉线式位移传感器(5)的测量拉线，通过微控制器采集得到杠杆(3)末端的位移，从而计算出测量辊(7)的位移以及系留缆绳(8)的偏移角度；当采集得到的杠杆(3)末端的位移大于设定的阈值时，微控制器输出电机控制信号控制电机转动，电机用于控制排线轮(11)的位置，从而调整排线轮(11)的位置，使系留缆绳(8)重新回到与容缆滚筒(10)轴线相垂直的位置；同时在复位装置(6)的作用下，杠杆(3)绕杠杆转轴(2)反向旋转，碰到限位块(4)后停止，测量辊(7)回复到原来的位置。

6.根据权利要求1所述的用于系留气球锚泊平台排线机构的排线优化装置，其特征在于，在该排线优化装置中，当系留缆绳(8)与容缆滚筒(10)轴线不垂直时，系留缆绳(8)带动一侧的测量辊(7)从位置b变化到位置b’，杠杆(3)绕杠杆转轴(2)水平转动，拉线式位移传感器(5)的测量拉线被拉出；微控制器实时采集拉线被拉出的位移，当采集结果大于设定的阈值，微控制器输出电机控制信号控制电机转动，从而调整排线轮(11)的位置，使系留缆绳(8)重新回到与容缆滚筒(10)轴线相垂直的位置，即系留缆绳从位置a’回到位置a；同时在复位装置(6)的作用下，杠杆(3)绕杠杆转轴(2)反向旋转，碰到限位块(4)后停止，测量辊(7)从位置b’回到位置b。

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