CN109775482A - 用于系留无人机的自适应收放线装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于系留无人机的自适应收放线装置，包括支撑架、收放线滚筒、系留线缆、收放线电机和往复排线组，收放线滚筒、收放线电机和往复排线组均安装在支撑架上，收放线滚筒一端与收放线电机输出端连接，往复排线组位于收放线滚筒侧方并与收放线滚筒另一端连接，往复排线组上装设有随动机构，系留线缆一端与收放线滚筒连接、另一端依次与往复排线组以及随动机构活动连接后再与无人机形成连接，随动机构随系留线缆产生位置变化，随动机构上装设有用于检测随动机构位置并根据位置信号控制收放线电机转速的检测控制模块。该收放线装置具有结构简单、操作方便、可提高使用安全性的优点。

Description

用于系留无人机的自适应收放线装置

技术领域

本发明主要涉及无人机领域，尤其涉及一种用于系留无人机的自适应收放线装置。

背景技术

随着信息化、网络化程度加深,生活的方方面面均可享受网络带来的便捷。与此同时，网络依赖成为这个信息社会的一项特征。拇指文化的风靡使得通信需求不断上升，通信保障能力凸显出至关重要的作用，在野外作业、应急救险等应急通信的必要性需求更为突出。在这一需求形势下，系留旋翼无人机作为高空基站走入了人们的眼帘。系留无人机系统由多旋翼无人机、系留线缆、地面起降平台组成，无人机使用地面供电长时间滞空悬停，同时，机载设备采集的高清视频等数据可以通过系留线缆内置的光纤回传到地面，具有空中长时间作业、数据传输带宽大的优势，整个系统可独立式安装，也可以车载安装，并能自动同步跟随车辆移动。目前市面上的系留无人机可通过地面发电机进行供电，多可实现24小时全天候滞空，72小时不间断工作，100-200米定点悬停，广泛适用于救灾抢险、边界巡视、基地安全、景区监测、地质勘测、野外作业、森林防火、应急通信、公安反恐、交通监管、新闻采访、工程监控、环境监测、影视拍摄、科学研究、国防军工等多个广阔领域。

系留无人机是近年来一种新型的无人机，其由地面电源供电，其由地面电源供电，需要地面配备将近百米的电源线以供飞机飞上百米高空。而飞机一般采用高压直流电，近百米的线材不能直接散落于地，否则一旦发生漏电安全性无法保证，因而开发一种供给系留无人机用的收放线系统是有必要的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单、操作方便、可提高使用安全性的用于系留无人机的自适应收放线装置。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种用于系留无人机的自适应收放线装置，包括支撑架、收放线滚筒、系留线缆、收放线电机和往复排线组，所述收放线滚筒、收放线电机和往复排线组均安装在支撑架上，收放线滚筒一端与收放线电机输出端连接，所述往复排线组位于收放线滚筒侧方并与收放线滚筒另一端连接，所述往复排线组上装设有随动机构，所述系留线缆一端与收放线滚筒连接、另一端依次与往复排线组以及随动机构活动连接后再与无人机形成连接，所述随动机构随系留线缆产生位置变化，所述随动机构上装设有用于检测随动机构位置并根据位置信号控制收放线电机转速的检测控制模块。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述随动机构包括滑轨和滑块，所述滑轨固装在往复排线组上，所述滑块滑装在滑轨并能沿其竖向滑动，所述系留线缆与滑块活动连接，所述检测控制模块安装在滑轨上。

所述滑块包括滑动本体和设置在滑动本体上的一对导向轮，所述滑动本体滑装在滑轨上，所述系留线缆穿设在该对导向轮之间。

所述滑块与滑轨顶端之间设有第一缓冲弹簧。

所述滑轨顶端设有第一固定柱，所述第一缓冲弹簧一端与第一固定柱连接、另一端与滑块顶部连接。

所述滑块与滑轨底端之间设有第二缓冲弹簧。

所述滑轨底端设有第二固定柱，所述第二缓冲弹簧一端与第二固定柱连接、另一端与滑块底部连接。

所述随动机构包括固定架和俯仰摆板，所述固定架固装在往复排线组上，所述俯仰摆板与固定架活动铰接，所述系留线缆与俯仰摆板接触并被压于其下方，所述检测控制模块安装在固定架上。

所述俯仰摆板上装设有过线轮，所述过线轮压于系留线缆上方。

所述俯仰摆板与固定架之间装设有限位弹簧。

所述往复排线组包括往复丝杆、排线支架、防转杆、传动带和一对传动轮，所述往复丝杆和防转杆安装在支撑架上，一个传动轮装设在收放线滚筒端部、另一个传动轮安装在往复丝杆端部，两个传动轮通过传动带连接，所述排线支架与往复丝杆螺纹连接、且与防转杆活动套接，所述随动机构固装在排线支架上，所述系留线缆依次与排线支架以及随动机构活动连接后再与无人机形成连接。

所述排线支架上设有一对排线导轮，所述系留线缆穿设于该对排线导轮之间。

所述排线支架上还设有排线电机，所述排线电机的输出端与其中一个排线导轮连接。

所述收放线滚筒上开设多个散热孔。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的用于系留无人机的自适应收放线装置，包括支撑架、收放线滚筒、系留线缆、收放线电机和往复排线组，收放线滚筒、收放线电机和往复排线组均安装在支撑架上，收放线滚筒一端与收放线电机输出端连接，往复排线组位于收放线滚筒侧方并与收放线滚筒另一端连接，往复排线组上装设有随动机构，系留线缆一端与收放线滚筒连接、另一端依次与往复排线组以及随动机构活动连接后再与无人机形成连接，随动机构随系留线缆产生位置变化，随动机构上装设有用于检测随动机构位置并根据位置信号控制收放线电机转速的检测控制模块。该装置在收放线时通过检测控制模块检测到的系留线缆带动随动机构产生的位置变化信号，并根据位置信号控制收放线电机转速来实现收放线的速度控制，如在放线时，系留线缆带动随动机构朝一个方向动作，位置变化越大检测控制模块给出收放线电机信号加速放线；若收线时，系留线缆带动随动机构朝反方向动作，位置变化越大检测控制模块给出收放线电机信号加速收线。较传统结构而言，该收放线装置能够自动适应无人机的高度，不会出现系留线缆直接散落于地的现象，其结构简单、操作方便，大大提高了使用的安全性。

附图说明

图1是本发明实施例1的立体结构示意图。

图2是本发明实施例1的立体结构示意图(另一视角)。

图3是图1中随动机构的放大结构示意图。

图4是本发明实施例2的立体结构示意图。

图5是图4中随动机构的放大结构示意图。

图中各标号表示：

1、支撑架；2、收放线滚筒；21、散热孔；3、系留线缆；4、收放线电机；5、往复排线组；51、往复丝杆；52、排线支架；521、排线导轮；53、防转杆；54、传动带；55、传动轮；56、排线电机；6、随动机构；61、滑轨；62、滑块；621、滑动本体；622、导向轮；63、第一缓冲弹簧；64、第一固定柱；65、第二缓冲弹簧；66、第二固定柱；67、固定架；68、俯仰摆板；681、过线轮；69、限位弹簧；7、检测控制模块。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

实施例1：

图1至图3示出了本发明用于系留无人机的自适应收放线装置的第一种实施例，包括支撑架1、收放线滚筒2、系留线缆3、收放线电机4和往复排线组5，收放线滚筒2、收放线电机4和往复排线组5均安装在支撑架1上，收放线滚筒2一端与收放线电机4输出端连接，往复排线组5位于收放线滚筒2侧方并与收放线滚筒2另一端连接，往复排线组5上装设有随动机构6，系留线缆3一端与收放线滚筒2连接、另一端依次与往复排线组5以及随动机构6活动连接后再与无人机形成连接，随动机构6随系留线缆3产生位置变化，随动机构6上装设有用于检测随动机构6位置并根据位置信号控制收放线电机4转速的检测控制模块7。该装置在收放线时通过检测控制模块7检测到的系留线缆3带动随动机构6产生的位置变化信号，并根据位置信号控制收放线电机4转速来实现收放线的速度控制，如在放线时，系留线缆3带动随动机构6朝一个方向动作，位置变化越大检测控制模块7给出收放线电机4信号加速放线；若收线时，系留线缆3带动随动机构6朝反方向动作，位置变化越大检测控制模块7给出收放线电机4信号加速收线。较传统结构而言，该收放线装置能够自动适应无人机的高度，不会出现系留线缆3直接散落于地的现象，其结构简单、操作方便，大大提高了使用的安全性。

本实施例中，往复排线组5包括往复丝杆51、排线支架52、防转杆53、传动带54和一对传动轮55，往复丝杆51和防转杆53安装在支撑架1上，一个传动轮55装设在收放线滚筒2端部、另一个传动轮55安装在往复丝杆51端部，两个传动轮55通过传动带54连接，排线支架52与往复丝杆51螺纹连接、且与防转杆53活动套接，随动机构6固装在排线支架52上，系留线缆3依次与排线支架52以及随动机构6活动连接后再与无人机形成连接。该结构中，收放线电机4的正反转会带动收放线滚筒2正反转从而实现收放线功能，而传动轮55与传动带54的配合将收放线滚筒2的转动同步至往复丝杆51上，由于排线支架52与往复丝杆51螺纹连接、且与防转杆53活动套接，故排线支架52受防转杆53的约束会沿往复丝杆51往复移动，从而实现系留线缆3在收放线滚筒2上一端至另一端往复排线，形成多圈多层卷绕模式。

本实施例中，排线支架52上设有一对排线导轮521，系留线缆3穿设于该对排线导轮521之间。该结构中，排线导轮521一方面驱使系留线缆3往复排线，另一方面又保证了系留线缆3收放的顺畅性。

本实施例中，排线支架52上还设有排线电机56，排线电机56的输出端与其中一个排线导轮521连接。该结构中，排线电机56驱动排线导轮521转动，进一步提高了排线的顺畅性。

本实施例中，收放线滚筒2上开设多个散热孔21。该散热孔21增大系留线缆3与空气接触面积，提高了散热效果。

本实施例中，随动机构6包括滑轨61和滑块62，滑轨61固装在往复排线组5上，滑块62滑装在滑轨61并能沿其竖向滑动，系留线缆3与滑块62活动连接，检测控制模块7安装在滑轨61上。该结构中，检测控制模块7设置为位移检测控制模块，在收放线时通过检测控制模块7检测到的系留线缆3带动滑块62在滑轨61上滑动到不同的位置信号，并根据位置信号控制收放线电机4转速来实现收放线的速度控制，如在放线时，系留线缆3拖拽滑块62越上，位置越高，此时检测控制模块7给出收放线电机4信号加速放线；若收线时，系留线缆3在重力作用下带动滑块62往下走，当检测到滑块62位置越下时，检测控制模块7给出收放线电机4信号加速收线。较传统结构而言，该收放线装置能够自动适应无人机的高度，不会出现系留线缆3直接散落于地的现象，其结构简单、操作方便，大大提高了使用的安全性。

本实施例中，滑块62包括滑动本体621和设置在滑动本体621上的一对导向轮622，滑动本体621滑装在滑轨61上，系留线缆3穿设在该对导向轮622之间。该结构中，系留线缆3通过一对导向轮622带动滑动本体621移动，而导向轮622又保证了系留线缆3收放的顺畅性。

本实施例中，滑块62与滑轨61顶端之间设有第一缓冲弹簧63。滑轨61顶端设有第一固定柱64，第一缓冲弹簧63一端与第一固定柱64连接、另一端与滑块62顶部连接。该结构中，通过第一缓冲弹簧63，使得在无人机急速拉升时能给出一定的预紧力，防止过大过猛的力将系留线缆3扯断。

本实施例中，滑块62与滑轨61底端之间设有第二缓冲弹簧65。滑轨61底端设有第二固定柱66，第二缓冲弹簧65一端与第二固定柱66连接、另一端与滑块62底部连接。该结构中，通过第二缓冲弹簧65，使得在无人机急速下降时能给出一定的预紧力，防止过大过猛的力将系留线缆3扯断。

实施例2：

如图4和图5所示，本发明用于系留无人机的自适应收放线装置的第二种实施例，该收放线装置与实施例1基本相同，区别仅在于：本实施例中，随动机构6包括固定架67和俯仰摆板68，固定架67固装在往复排线组5上，俯仰摆板68与固定架67活动铰接，系留线缆3与俯仰摆板68接触并被压于其下方，检测控制模块7安装在固定架67上。该结构中，检测控制模块7设置为角度检测控制模块，在收放线时通过检测控制模块7检测到的系留线缆3带动俯仰摆板68偏摆到不同的角度位置信号，并根据角度位置信号控制收放线电机4转速来实现收放线的速度控制，如在放线时，系留线缆3拖拽俯仰摆板68顺时针偏摆，顺时针偏摆角度越大，此时检测控制模块7给出收放线电机4信号加速放线；若收线时，俯仰摆板68在重力作用下逆时针偏摆，当检测到俯仰摆板68逆时针偏摆角度越大时，检测控制模块7给出收放线电机4信号加速收线。

本实施例中，俯仰摆板68上装设有过线轮681，过线轮681压于系留线缆3上方。该过线轮681的设置一方面能实时传递系留线缆3的力，从而带动俯仰摆板68偏摆；另一方面其保证了系留线缆3收放线的顺畅性。

本实施例中，俯仰摆板68与固定架67之间装设有限位弹簧69。该限位弹簧69在无人机急速拉升和急速下降时能给出一定的预紧力，防止过大过猛的力将系留线缆3扯断。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (14)

1.一种用于系留无人机的自适应收放线装置，包括支撑架(1)、收放线滚筒(2)、系留线缆(3)、收放线电机(4)和往复排线组(5)，所述收放线滚筒(2)、收放线电机(4)和往复排线组(5)均安装在支撑架(1)上，收放线滚筒(2)一端与收放线电机(4)输出端连接，所述往复排线组(5)位于收放线滚筒(2)侧方并与收放线滚筒(2)另一端连接，其特征在于：所述往复排线组(5)上装设有随动机构(6)，所述系留线缆(3)一端与收放线滚筒(2)连接、另一端依次与往复排线组(5)以及随动机构(6)活动连接后再与无人机形成连接，所述随动机构(6)随系留线缆(3)产生位置变化，所述随动机构(6)上装设有用于检测随动机构(6)位置并根据位置信号控制收放线电机(4)转速的检测控制模块(7)。

2.根据权利要求1所述的用于系留无人机的自适应收放线装置，其特征在于：所述随动机构(6)包括滑轨(61)和滑块(62)，所述滑轨(61)固装在往复排线组(5)上，所述滑块(62)滑装在滑轨(61)并能沿其竖向滑动，所述系留线缆(3)与滑块(62)活动连接，所述检测控制模块(7)安装在滑轨(61)上。

3.根据权利要求2所述的用于系留无人机的自适应收放线装置，其特征在于：所述滑块(62)包括滑动本体(621)和设置在滑动本体(621)上的一对导向轮(622)，所述滑动本体(621)滑装在滑轨(61)上，所述系留线缆(3)穿设在该对导向轮(622)之间。

4.根据权利要求3所述的用于系留无人机的自适应收放线装置，其特征在于：所述滑块(62)与滑轨(61)顶端之间设有第一缓冲弹簧(63)。

5.根据权利要求4所述的用于系留无人机的自适应收放线装置，其特征在于：所述滑轨(61)顶端设有第一固定柱(64)，所述第一缓冲弹簧(63)一端与第一固定柱(64)连接、另一端与滑块(62)顶部连接。

6.根据权利要求5所述的用于系留无人机的自适应收放线装置，其特征在于：所述滑块(62)与滑轨(61)底端之间设有第二缓冲弹簧(65)。

7.根据权利要求6所述的用于系留无人机的自适应收放线装置，其特征在于：所述滑轨(61)底端设有第二固定柱(66)，所述第二缓冲弹簧(65)一端与第二固定柱(66)连接、另一端与滑块(62)底部连接。

8.根据权利要求2所述的用于系留无人机的自适应收放线装置，其特征在于：所述随动机构(6)包括固定架(67)和俯仰摆板(68)，所述固定架(67)固装在往复排线组(5)上，所述俯仰摆板(68)与固定架(67)活动铰接，所述系留线缆(3)与俯仰摆板(68)接触并被压于其下方，所述检测控制模块(7)安装在固定架(67)上。

9.根据权利要求8所述的用于系留无人机的自适应收放线装置，其特征在于：所述俯仰摆板(68)上装设有过线轮(681)，所述过线轮(681)压于系留线缆(3)上方。

10.根据权利要求9所述的用于系留无人机的自适应收放线装置，其特征在于：所述俯仰摆板(68)与固定架(67)之间装设有限位弹簧(69)。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的用于系留无人机的自适应收放线装置，其特征在于：所述往复排线组(5)包括往复丝杆(51)、排线支架(52)、防转杆(53)、传动带(54)和一对传动轮(55)，所述往复丝杆(51)和防转杆(53)安装在支撑架(1)上，一个传动轮(55)装设在收放线滚筒(2)端部、另一个传动轮(55)安装在往复丝杆(51)端部，两个传动轮(55)通过传动带(54)连接，所述排线支架(52)与往复丝杆(51)螺纹连接、且与防转杆(53)活动套接，所述随动机构(6)固装在排线支架(52)上，所述系留线缆(3)依次与排线支架(52)以及随动机构(6)活动连接后再与无人机形成连接。

12.根据权利要求11所述的用于系留无人机的自适应收放线装置，其特征在于：所述排线支架(52)上设有一对排线导轮(521)，所述系留线缆(3)穿设于该对排线导轮(521)之间。

13.根据权利要求12所述的用于系留无人机的自适应收放线装置，其特征在于：所述排线支架(52)上还设有排线电机(56)，所述排线电机(56)的输出端与其中一个排线导轮(521)连接。

14.根据权利要求1至10中任一项所述的用于系留无人机的自适应收放线装置，其特征在于：所述收放线滚筒(2)上开设多个散热孔(21)。