CN108147230A - 一种系留无人机收放线系统 - Google Patents

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陈秋婷
张铁军
叶茂林
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Abstract

本发明公开了一种系留无人机收放线系统，包括无人机本体和线缆收放装置，无人机本体和线缆收放装置之间设有系留线缆，无人机本体上设有第一卫星导航装置、气压计一和无线数据发射模块，第一卫星导航装置和气压计一分别与无线数据发射模块连接，无人机本体下端设有光电滑环一，系留线缆上端与光电滑环一电性动连接，线缆收放装置上包括第二卫星导航装置、气压计二、无线数据接收模块、数据解算模块、线缆收放模块、供电模块和控制模块，线缆收放模块下端设有光电滑环二，供电模块和控制模块分别与光电滑环二电性动连接，保证了系留无人机的稳定供电，随着无人机的升降，精确控制系留线缆的长度，避免了多余的系留线缆缠绕打结引发的安全隐患。

Description

一种系留无人机收放线系统
技术领域
本发明属于无人机技术领域，具体地说，本发明涉及一种系留无人机收放线系统。
背景技术
系留无人机是通过系留线缆供电的一种无人机，可以24小时不间段通过系留线缆供电，以供无人机持续工作，解决了当前无人机靠蓄电池续航时间短的问题，系留线缆为无人机提供电能；系留线缆的长短直接影响着系留无人机的飞行稳定与安全，系留线缆过长，易缠绕打结引发安全隐患。当前存在的系留无人机收放线装置多为通过测试线缆拉力，进而进行收放线缆，不能与无人机飞行同步动作，且拉力易受环境影响，引起收放线系统不间段地进行收放线缆动作，影响无人机的飞行稳定性。
专利号为201610248942.0的中国专利，一种系留无人机自动收放线装置，包括底座、绕线筒、导轮、距离传感机构、动力机构和带轮机构；所述绕线筒通过绕线筒立柱固定于所述底座，所述导轮位于所述距离传感机构内，所述绕线筒用于缠绕动力电缆，所述导轮用于控制动力电缆的导向；所述距离传感机构包括有丝杠、光杆、导轮罩和距离传感器；所述丝杠转动连接于固定在所述底座上的丝杠立柱，所述丝杠还固定连接导轮罩，所述导轮通过所述光杆转动设置于所述导轮罩内；所述丝杠与所述光杆间固定连接有牵线转杆，所述牵线转杆与所述距离传感器连接；所述距离传感器与所述动力机构信号连接；所述动力机构、所述绕线筒和所述距离传感机构间通过所述带轮机构传递动力。该专利中采用线缆拉力大小控制系统收放线，线缆拉力大小易受外界环境影响，无法达到精确收放线缆。
发明内容
本发明提供一种系留无人机收放线系统，保证了系留无人机的稳定供电，随着无人机的升降，精确控制系留线缆的长度，避免了多余的系留线缆缠绕打结引发的安全隐患。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种系留无人机收放线系统，包括无人机本体和线缆收放装置，所述无人机本体和线缆收放装置之间设有系留线缆，所述无人机本体上设有第一卫星导航装置、气压计一和无线数据发射模块，所述第一卫星导航装置和气压计一分别与无线数据发射模块连接，所述无人机本体下端设有光电滑环一，所述系留线缆上端与光电滑环一电性动连接，所述线缆收放装置上包括第二卫星导航装置、气压计二、无线数据接收模块、数据解算模块、线缆收放模块、供电模块和控制模块，所述无线数据接收模块与无线数据发射模块无线连接，所述第二卫星导航装置和气压计二分别与数据解算模块连接，所述无线数据接收模块与数据解算模块连接，所述数据解算模块与线缆收放模块连接，所述线缆收放模块下端设有光电滑环二，所述供电模块和控制模块分别与光电滑环二电性动连接。
优选的，所述供电模块包括地面供电装置和系留供电装置，且地面供电装置与系留供电装置连接。
优选的，所述系留线缆包括一根以上的合金导线和一根以上的光纤线。
优选的，所述光电滑环一和光电滑环二都包括一根以上用于负载高电压和大电流的电气导线和一根以上用于数据通信的光电芯。
采用以上技术方案的有益效果是：该系留无人机收放线系统，通过无人本体上的第一卫星导航装置定位无人机所在位置的(经度X1、纬度Y1、高度Z1)，通过气压计一获取无人机所在位置的高度Z2，以上数据信息通过无线数据发射模块发送到无线数据接收模块，然后发送给数据解算模块，同时线缆收放装置中的第二卫星导航装置定位线缆收放模块所在位置的(经度X2、纬度Y2、高度Z3)，通过气压计二获取无人机所在位置的高度Z4，以上数据信息发送到数据解算模块，然后将Z2赋值给Z1，将Z4赋值给Z3，即Z1＝Z2，Z3＝Z4，然后数据解算模块计算出无人机本体与线缆收放模块两点之间的直线距离值d2＝[(X1-X2)2+)(Y1-Y2)2+(Z1-Z3)2]2，数据解算模块计算出d，线缆实际总长L＝d+L1，其中L1为预留出来的线缆，方便与光电滑环一行程电性动连接，随着无人机上升和下降，数据解算模块将△d传输给线缆收放模块，然后线缆收放模块中的控制器根据△d控制步进电机的转角，控制绕线盘和测距驱动轮的转动，实现了随着无人机的升降，精确控制系留线缆的长度，保证了系留无人机的稳定供电，避免了多余的系留线缆缠绕打结引发的安全隐患。
附图说明
图1是该系留无人机收放线系统工作原理框图。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。
如图1所示，本发明是一种系留无人机收放线系统，保证了系留无人机的稳定供电，随着无人机的升降，精确控制系留线缆的长度，避免了多余的系留线缆缠绕打结引发的安全隐患。
具体的说，如图1所示，包括无人机本体和线缆收放装置，所述无人机本体和线缆收放装置之间设有系留线缆，所述无人机本体上设有第一卫星导航装置、气压计一和无线数据发射模块，所述第一卫星导航装置和气压计一分别与无线数据发射模块连接，所述无人机本体下端设有光电滑环一，所述系留线缆上端与光电滑环一电性动连接，所述线缆收放装置上包括第二卫星导航装置、气压计二、无线数据接收模块、数据解算模块、线缆收放模块、供电模块和控制模块，所述无线数据接收模块与无线数据发射模块无线连接，所述第二卫星导航装置和气压计二分别与数据解算模块连接，所述无线数据接收模块与数据解算模块连接，所述数据解算模块与线缆收放模块连接，所述线缆收放模块下端设有光电滑环二，所述供电模块和控制模块分别与光电滑环二电性动连接。
优选的，所述供电模块包括地面供电装置和系留供电装置，且地面供电装置与系留供电装置连接。
优选的，所述系留线缆包括一根以上的合金导线和一根以上的光纤线。
优选的，所述光电滑环一和光电滑环二都包括一根以上用于负载高电压和大电流的电气导线和一根以上用于数据通信的光电芯。
以下用具体实施例对具体工作方式进行阐述：
该系留无人机收放线系统，通过无人本体上的第一卫星导航装置定位无人机所在位置的(经度X1、纬度Y1、高度Z1)，通过气压计一获取无人机所在位置的高度Z2，以上数据信息通过无线数据发射模块发送到无线数据接收模块，然后发送给数据解算模块，同时线缆收放装置中的第二卫星导航装置定位线缆收放模块所在位置的(经度X2、纬度Y2、高度Z3)，通过气压计二获取无人机所在位置的高度Z4，以上数据信息发送到数据解算模块，然后将Z2赋值给Z1，将Z4赋值给Z3，即Z1＝Z2，Z3＝Z4，然后数据解算模块计算出无人机本体与线缆收放模块两点之间的直线距离值d2＝[(X1-X2)2+)(Y1-Y2)2+(Z1-Z3)2]2，数据解算模块计算出d，线缆实际总长L＝d+L1，其中L1为预留出来的线缆，方便与光电滑环一行程电性动连接，随着无人机上升和下降，数据解算模块将△d传输给线缆收放模块，然后线缆收放模块中的控制器根据△d控制步进电机的转角，控制绕线盘和测距驱动轮的转动，实现了随着无人机的升降，精确控制系留线缆的长度，保证了系留无人机的稳定供电，避免了多余的系留线缆缠绕打结引发的安全隐患。
以上结合附图对本发明进行了示例性描述，显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种系留无人机收放线系统，其特征在于：包括无人机本体和线缆收放装置，所述无人机本体和线缆收放装置之间设有系留线缆，所述无人机本体上设有第一卫星导航装置、气压计一和无线数据发射模块，所述第一卫星导航装置和气压计一分别与无线数据发射模块连接，所述无人机本体下端设有光电滑环一，所述系留线缆上端与光电滑环一电性动连接，所述线缆收放装置上包括第二卫星导航装置、气压计二、无线数据接收模块、数据解算模块、线缆收放模块、供电模块和控制模块，所述无线数据接收模块与无线数据发射模块无线连接，所述第二卫星导航装置和气压计二分别与数据解算模块连接，所述无线数据接收模块与数据解算模块连接，所述数据解算模块与线缆收放模块连接，所述线缆收放模块下端设有光电滑环二，所述供电模块和控制模块分别与光电滑环二电性动连接。
2.根据权利要求1所述的一种系留无人机收放线系统，其特征在于：所述供电模块包括地面供电装置和系留供电装置，且地面供电装置与系留供电装置连接。
3.根据权利要求1所述的一种系留无人机收放线系统，其特征在于：所述系留线缆包括一根以上的合金导线和一根以上的光纤线。
4.根据权利要求1所述的一种系留无人机收放线系统，其特征在于：所述光电滑环一和光电滑环二都包括一根以上用于负载高电压和大电流的电气导线和一根以上用于数据通信的光电芯。
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