CN109573746A - 一种系留无人机动力单元内置缆绳收放设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种系留无人机动力单元内置缆绳收放设备，包括动力组合、滚动组合、围框组合、摆线组合、锁定座、光电滑环、圆弧齿形带和手摇轮，所述动力组合通过联轴器安装于滚动组合内部且二者同轴；所述动力组合通过主轴支撑座与围框组合固定；所述摆线组合与滚动组合平行固定于围框组合上；所述摆线组合通过皮带轮以及圆弧齿形带与滚动组合连接；所述光电滑环放置于空心主轴内，所述光电滑环左侧与光电混合线缆连接，右侧与航标插座连接；所述锁定座位于滚动组合的左侧，并固定在围框组合上。本发明提供的设备结构更紧凑空间利用率更高，散热效果更强，操作简单方便。

Description

一种系留无人机动力单元内置缆绳收放设备
技术领域
本发明涉及系留无人机技术领域，具体为一种系留无人机动力单元内置缆绳收放设备，适用于系留无人机缆绳的收放。
背景技术
系留无人机供电与数据传输与普通多旋翼无人机有较大区别，系留无人机由于其特定的工作方式（需长时间悬停于空中），所以不能采用电池供电的方式，而是采用地面电源供电，因此需要用供电线缆传输电能，负责传输数据的光纤也内置于同一根线缆内组成两电一光或两电多光混合线缆，即系留无人机专用缆绳，系留缆绳。系留缆绳需放置于系留缆绳收放设备内。系留无人机起飞、降落时收放设备需同步放、收线缆。由于线缆工作时会有电流通过，因此需要较好的散热条件来避免热量积聚损坏线缆。一般线缆收放设备结构松散，散热条件差且功能单一。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题，提供一种系留无人机动力单元内置缆绳收放设备，本发明提供的设备结构更紧凑空间利用率更高，散热效果更强，操作简单方便。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种系留无人机动力单元内置缆绳收放设备，包括动力组合、滚动组合、围框组合、摆线组合、锁定座、光电滑环、圆弧齿形带和手摇轮，所述动力组合通过联轴器安装于滚动组合内部且二者同轴；所述动力组合通过主轴支撑座与围框组合固定；所述摆线组合与滚动组合平行固定于围框组合上；所述摆线组合通过皮带轮以及圆弧齿形带与滚动组合连接；所述光电滑环放置于空心主轴内，所述光电滑环左侧与光电混合线缆连接，右侧与航标插座连接；所述锁定座位于滚动组合的左侧，并固定在围框组合上。
优选地，所述动力组合由离合器组、离合支撑柱、电机组、电机支撑柱、控制电路、轴用弹性挡圈、深沟球轴承和主轴支撑座组成；
所述离合支撑柱和电机支撑柱分别用于固定支撑离合器组和电机组；所述电机组与滚动组合之间通过离合器组连接。
优选地，所述控制电路内部主要为电源模块以及电路板；所述电源模块将交流220V市电转换为直流12V与直流24V，分别供给电机组、离合器组；所述电路板主要为接收控制信号，从而控制离合器工作状态以及工作电流的大小。
优选地，所述滚动组合由挡板、横杆、轮盘、主轴、主轴支架、主轴同步轮和波纹管联轴器组成；
所述挡板和轮盘通过横杆连接组成笼式结构；所述横杆为空心管，共18根，两端通过螺钉分别固定在挡板与轮盘上；
所述滚动组合由铝管连接且侧面留有通风口，非密闭；内部固定连接有风扇。
优选地，所述主轴通过螺钉固定在轮盘上；所述主轴支架位于上述笼式结构内侧并固定在主轴上；所述主轴同步轮固定在上述笼式结构外侧的主轴上；所述波纹管联轴器位于上述笼式结构内侧，并与主轴支架连接。
优选地，所述围框组合由上下两部分组成；其中上部分由主轴支座、围框、转角组成，与滚动组合的笼式结构以及动力组合直接固定；下部分由底座碳杆、底座螺杆和底座支腿组成；其中上下两部分之间通过碳杆加螺杆的方式进行连接；
所述围框由四根长短不一的方管围成，相邻两根方管之间由转角连接，并用销钉固定；所述主轴支座固定于围框的一侧.
优选地，所述下部分由四根长短不一的底座碳杆围成，相邻两根底座碳杆之间靠底座支腿连接；所述底座碳杆为空心结构，中间穿有底座螺杆，底座螺杆固定在底座支腿上并施加一定预紧力，使底座支腿将中间的底座碳杆压紧。
优选地，所述摆线组合由出线口、丝杠、丝杠同步轮、丝杠支撑A、丝杠支撑B、导轨支撑和导轨组成。
优选地，所述出线口固定在丝杠上，所述丝杠支撑A与丝杠支撑B分别固定于丝杠的两端；所述丝杠同步轮置于丝杠支撑A的内侧；所述导轨平行于丝杠，一端固定于丝杠支撑B上，另一端固定于导轨支撑上；其中丝杠支撑A、丝杠支撑B、导轨支撑固定于围框组合上。
本发明具有的有益效果为：
（1）本设备动力组合与滚动组合同轴，滚动组合与摆线组合之间通过圆弧齿形带传动，控制电路、动力组合均放置在轮体内侧，结构更紧凑空间利用率高；
（2）滚动组合由铝管连接且侧面留有通风口，非密闭；可通过内部风扇同时给控制电路、动力组合以及内层线缆散热，内层线缆利用风扇强制散热，外层线缆自然散热，有效降低了工作温度；
（3）增加了离合装置，由控制电路控制离合通断状态以及离合工作时可传递的扭矩大小，从而达到智能控制的目的，用户只需简单调节旋钮便可智能调节收放线状态及收线时的扭矩大小,一键式操作方便快捷。
附图说明
图1是本发明收放设备的内部结构示意图。
图2是本发明收放设备动力组合结构示意图。
图3是本发明收放设备滚动组合结构示意图。
图4是本发明收放设备中风扇的位置关系示意图
图5本发明收放设备围框组合结构示意图。
图6是本发明收放设备摆线组合结构示意图。。
图中：1-动力组合、2-滚动组合、3-围框组合、4-摆线组合、5-锁定座、6-光电滑环、7-圆弧齿形带、8-手摇轮、1-1-离合器组、1-2-离合支撑柱、1-3-电机组、1-4-电机支撑柱、1-5-控制电路、1-6-轴用弹性挡圈、1-7-深沟球轴承、1-8-主轴支撑座、2-1挡板、2-2-横杆、2-3-轮盘、2-4-主轴、2-5-主轴支架、2-6-主轴同步轮、2-7-波纹管联轴器、2-8风扇、3-1-主轴支座、3-2-围框、3-3-转角、3-4-底座碳杆、3-5-底座支腿、4-1-出线口、4-2-丝杠、4-3-丝杠同步轮、4-4-丝杠支撑A、4-5-丝杠支撑B、4-6-导轨支撑、4-7-导轨。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步描述：
实施例1，一种系留无人机动力单元内置缆绳收放设备，结构如图1所示，包括动力组合（1）、滚动组合（2）、围框组合（3）、摆线组合（4）、锁定座（5）、光电滑环（6）、圆弧齿形带（7）和手摇轮（8），动力组合（1）通过联轴器安装于滚动组合（2）内部且二者同轴，同时动力组合（1）通过主轴支撑座与围框组合（3）固定；摆线组合（4）与滚动组合（2）平行固定于围框组合（3）上，摆线组合（4）通过皮带轮以及圆弧齿形带（7）与滚动组合（2）连接；光电滑环（6）放置于空心主轴内，光电滑环（6）左侧与光电混合线缆连接，右侧与航标插座连接；由于线缆缠绕于滚动组合外侧，所以线缆需要跟随主轴旋转，而航标插座则需要固定不动，所以线缆与航标插座之间需要由光电滑环链接，光电滑环允许光、电通过同时内侧与外侧之间可以相对转动；所述锁定座（5）位于滚动组合（2）的左侧，并固定在围框组合（3）上。
具体地，所述动力组合（1）由离合器组（1-1）、离合支撑柱（1-2）、电机组（1-3）、电机支撑柱（1-4）、控制电路（1-5）、轴用弹性挡圈（1-6）、深沟球轴承（1-7）和主轴支撑座（1-8）组成，结构如图2所示。
所述离合支撑柱（1-2）和电机支撑柱（1-4）分别用于固定支撑离合器组（1-1）和电机组（1-3）；所述电机组（1-3）与滚动组合（2）之间通过离合器组（1-1）连接。
具体地，所述控制电路（1-5）内部主要为电源模块以及电路板；所述电源模块将交流220V市电转换为直流12V与直流24V，分别供给电机组、离合器组；所述电路板主要为接收控制信号，从而控制离合器工作状态以及工作电流的大小。由于电机与滚动组合之间通过离合器组连接，所以可以通过调节离合器来达到调节滚动状态的目的。当离合不工作时滚动组合处于自由状态，不受电机影响；当离合处于工作状态时，滚动组合开始随电机转动，并且随着电流增大滚动组合与电机之间的力矩越来越大。
具体地，所述滚动组合（2）由挡板（2-1）、横杆（2-2）、轮盘（2-3）、主轴（2-4）、主轴支架（2-5）、主轴同步轮（2-6）和波纹管联轴器（2-7）组成，结构如图3所示。
所述挡板（2-1）和轮盘（2-3）通过横杆（2-2）连接组成笼式结构；所述横杆（2-2）为18根空心管，两端通过螺钉分别固定在挡板（2-1）与轮盘（2-3）上；在保证其结构强度的同时最大限度减轻其重量并保证通风。
所述滚动组合由铝管连接且侧面留有通风口，非密闭；内部固定连接有风扇（2-8），如图4所示；可通过风扇（2-8）同时给控制电路、动力组合以及内层线缆散热，内层线缆利用风扇强制散热，外层线缆自然散热，有效降低了工作温度；
所述主轴（2-4）通过螺钉固定在轮盘（2-3）上；所述主轴支架（2-5）位于上述笼式结构内侧并固定在主轴（2-4）上；所述主轴同步轮（2-6）固定在上述笼式结构外侧的主轴（2-4）上；所述波纹管联轴器（2-7）位于上述笼式结构内侧，并与主轴支架（2-5）连接。
当缆绳收放设备工作时，线缆缠绕于笼式结构外侧，动力单元位于笼式结构内侧，大大提高了空间利用率。
具体地，所述围框组合（3）由上下两部分组成（结构如图5所示），上部分由主轴支座（3-1）、围框（3-2）、转角（3-3）组成，与滚动组合的笼式结构以及动力组合直接固定，下部分由底座碳杆（3-4）、底座螺杆、底座支腿（3-5）组成；其中上下两部分之间通过碳杆加螺杆的方式进行连接。
所述围框（3-2）由四根长短不一的方管围成，相邻两根方管之间由转角（3-3）连接，并用销钉固定；所述主轴支座（3-1）固定于围框（3-2）的一侧；
所述下部分由四根长短不一的底座碳杆（3-4）围成，相邻两根底座碳杆（3-4）之间靠底座支腿（3-5）连接；所述底座碳杆（3-4）为空心结构，中间穿有底座螺杆，底座螺杆固定在底座支腿（3-5）上并施加一定预紧力，使底座支腿（3-5）将中间的底座碳杆（3-4）压紧。
具体地，所述摆线组合（4）由出线口（4-1）、丝杠（4-2）、丝杠同步轮（4-3）、丝杠支撑A（4-4）、丝杠支撑B（4-5）、导轨支撑（4-6）和导轨（4-7）组成，结构如图6所示。
所述出线口（4-1）固定在丝杠（4-2）上，所述丝杠支撑A（4-4）与丝杠支撑B（4-5）分别固定于丝杠（4-2）的两端；所述丝杠同步轮（4-3）置于丝杠支撑A（4-4）的内侧；所述导轨（4-7）平行于丝杠（4-2），一端固定于丝杠支撑B（4-5）上，另一端固定于导轨支撑（4-6）上；其中丝杠支撑A（4-4）、丝杠支撑B（4-5）、导轨支撑（4-6）固定于围框组合（3）上。
摆线组合的主要作用是使线缆整齐均匀的缠绕在滚动组合上。可以通过更换丝杠同步轮来调整丝杠同步轮与主轴同步轮之间的大小比例关系，从而使摆线组合可以适应不同线径的线缆，使线缆整齐均匀的缠绕在滚动组合上。
本发明一种系留无人机动力单元内置缆绳收放设备的工作过程为：电源模块将市电转换成直流12V以及24V供电供给动力组合，当用户给出“放”指令时，通过控制电路控制离合器断开，电机空转，滚动组合处于自由状态；当用户给出“停”指令时，控制电路控制离合器吸合，电机停转，滚动组合依靠惯性带动电机转动，电机以及各部分之间的摩擦力为滚动组合提供阻力，滚动组合停转；当用户给出“收”指令时，电机转动，离合吸合，电机带动滚动组合转动开始收线，此时用户可通过调节档位控制离合器吸合程度从而控制收线时的扭矩大小。滚动组合转动时通过圆弧齿形带带动摆线组合转动，摆线组合的主体部分为丝杠，通过调节滚动组合与摆线组合之间的传动比来调节摆线密度。当设备需要收藏时，用户可以拨动锁定座锁定滚动组合。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种系留无人机动力单元内置缆绳收放设备，包括动力组合、滚动组合、围框组合、摆线组合、锁定座、光电滑环、圆弧齿形带和手摇轮，其特征在于，所述动力组合通过联轴器安装于滚动组合内部且二者同轴；所述动力组合通过主轴支撑座与围框组合固定；所述摆线组合与滚动组合平行固定于围框组合上；所述摆线组合通过皮带轮以及圆弧齿形带与滚动组合连接；所述光电滑环放置于空心主轴内，所述光电滑环左侧与光电混合线缆连接，右侧与航标插座连接；所述锁定座位于滚动组合的左侧，并固定在围框组合上。
2.根据权利要求1所述的系留无人机动力单元内置缆绳收放设备，其特征在于，所述动力组合由离合器组、离合支撑柱、电机组、电机支撑柱、控制电路、轴用弹性挡圈、深沟球轴承和主轴支撑座组成；
所述离合支撑柱和电机支撑柱分别用于固定支撑离合器组和电机组；所述电机组与滚动组合之间通过离合器组连接。
3.根据权利要求2所述的系留无人机动力单元内置缆绳收放设备，其特征在于，所述控制电路内部主要为电源模块以及电路板；所述电源模块将交流220V市电转换为直流12V与直流24V，分别供给电机组、离合器组；所述电路板主要为接收控制信号，从而控制离合器工作状态以及工作电流的大小。
4.根据权利要求1所述的系留无人机动力单元内置缆绳收放设备，其特征在于，所述滚动组合由挡板、横杆、轮盘、主轴、主轴支架、主轴同步轮和波纹管联轴器组成；
所述挡板和轮盘通过横杆连接组成笼式结构；所述横杆为空心管，共18根，两端通过螺钉分别固定在挡板与轮盘上；
所述滚动组合由铝管连接且侧面留有通风口，非密闭；内部固定连接有风扇。
5.根据权利要求4所述的系留无人机动力单元内置缆绳收放设备，其特征在于，所述主轴通过螺钉固定在轮盘上；所述主轴支架位于上述笼式结构内侧并固定在主轴上；所述主轴同步轮固定在上述笼式结构外侧的主轴上；所述波纹管联轴器位于上述笼式结构内侧，并与主轴支架连接。
6.根据权利要求4所述的系留无人机动力单元内置缆绳收放设备，其特征在于，所述围框组合由上下两部分组成；其中上部分由主轴支座、围框、转角组成，与滚动组合的笼式结构以及动力组合直接固定；下部分由底座碳杆、底座螺杆和底座支腿组成；其中上下两部分之间通过碳杆加螺杆的方式进行连接；
所述围框由四根长短不一的方管围成，相邻两根方管之间由转角连接，并用销钉固定；所述主轴支座固定于围框的一侧。
7.根据权利要求6所述的系留无人机动力单元内置缆绳收放设备，其特征在于，所述下部分由四根长短不一的底座碳杆围成，相邻两根底座碳杆之间靠底座支腿连接；所述底座碳杆为空心结构，中间穿有底座螺杆，底座螺杆固定在底座支腿上并施加一定预紧力，使底座支腿将中间的底座碳杆压紧。
8.根据权利要求1所述的系留无人机动力单元内置缆绳收放设备，其特征在于，所述摆线组合由出线口、丝杠、丝杠同步轮、丝杠支撑A、丝杠支撑B、导轨支撑和导轨组成。
9.根据权利要求8所述的系留无人机动力单元内置缆绳收放设备，其特征在于，所述出线口固定在丝杠上，所述丝杠支撑A与丝杠支撑B分别固定于丝杠的两端；所述丝杠同步轮置于丝杠支撑A的内侧；所述导轨平行于丝杠，一端固定于丝杠支撑B上，另一端固定于导轨支撑上；其中丝杠支撑A、丝杠支撑B、导轨支撑固定于围框组合上。
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