CN109835781A - 系留无人机绕线组件及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种系留无人机绕线组件，包括组架、绕线盘、穿线件和光杆排线机，组架前端设置所述绕线盘，绕线盘的两端卡接在组架上；所述穿线件设置在所述组架的后端，穿线件包括支撑杆和卡扣，支撑杆的下端固定在组架上；光杆排线机设置在所述绕线盘和穿线件之间，光杆排线机包括牵引组件和排线机，牵引组件包括滑轮和滑轮固定件，排线机活动连接在组架的横杆上，牵引组件设有多个，其中一个牵引组件固定连接所述排线机，另一个牵引组件通过卡扣设置在所述支撑杆的上端，从而实现将线缆收纳在绕线盘上。本发明通过多个结构之间的相互配合，从而实现对线缆收纳在绕线盘上更加整齐平整。

Description

系留无人机绕线组件及其工作方法

技术领域

本发明涉及系留无人机领域，具体涉及一种系留无人机绕线组件及其工作方法。

背景技术

无人机作为负载视频采集传输系统的设备，在影视拍摄、新闻采访、现场取证、空中巡逻等场合具有广泛的应用。现有的无人机一般存在如下两种方式，一种是自携带动力电池的无人机，其通过携带的动力电池提供动力驱动电机旋转螺旋桨产生动力飞行，另一种是重型无人机，即是系留无人机，其供电电源在地面，通过供电线缆连接无人机为无人机提供动力。前一种方式对应的无人机受限于载重、体积和飞行时间等因素，无法满足长时间运行的需求，系留无人机采用地面上设置的供电电源供电，具备长时间运行的优势。

现有的系留无人机位于地面上的线缆收纳装置都是简单的收纳，例如在线缆的收缩过程中无法实现对线缆的整齐收纳，而且绕线盘的转动也不受控制，很容易造成线缆在绕线盘上杂乱无章的排列，甚至会出现缆绳的打结，从而对系留无人机在使用过程中造成各种问题。

发明内容

针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供一种系留无人机绕线组件及其工作方法，通过控制系统的调控，使得光杆排线机沿着横杆运动，从而线缆在收纳时均匀紧密收纳在绕线盘上，不会出现杂乱无章的情况；展开的过程中可对绕线盘的转动圈数进行控制，从而不会出现线缆展开过长。

为实现上述目的，本发明提供一种系留无人机绕线组件，包括组架、绕线盘、穿线件和光杆排线机，所述组架前端设置所述绕线盘，绕线盘的两端卡接在组架上；所述穿线件设置在所述组架的后端，所述穿线件包括支撑杆和卡扣，所述支撑杆的下端固定在组架上；所述光杆排线机设置在所述绕线盘和穿线件之间，所述光杆排线机包括牵引组件和排线机，所述牵引组件包括滑轮和滑轮固定件，所述排线机活动连接在组架的横杆上，所述牵引组件设有多个，其中一个牵引组件固定连接所述排线机，另一个牵引组件通过卡扣设置在所述支撑杆的上端。

作为优选，所述组架为“L”型，包括底盘和承接板，所述承接板设置固定在所述底盘的两侧，所述底盘的上端设置有所述绕线盘；所述穿线件的支撑杆与所述底盘固定连接；所述光杆排线机设置在所述承接板之间的横杆上，可沿着横杆进行左右运动，所述横杆的长度超过所述绕线盘的宽度。

作为优选，所述组架上还设置有电源和驱动电机，所述电源和驱动电机都设置在所述底盘上部，位于所述承接板的下端位置，所述驱动电机与绕线盘和光杆传动连接，为其提供动力支持，所述电源旁还设置有控制器，所述控制器上设有与外界连接的无线连接装置。

作为优选，所述绕线盘与所述底座的连接位置设有传动装置和刹车装置，所述传动装置和刹车装置分别设置在绕线盘的两侧；所述传动装置与驱动电机相连，利用驱动电机带动绕线盘进行转动；所述刹车装置包括自动刹车装置和紧急刹车装置，紧急刹车装置设置在自动刹车装置旁。

作为优选，所述光杆排线机设置在承接板的横杆上，所述横杆为光杆结构，光杆排线机在横杆进行旋转时进行左右运动，所述滑轮固定件的上端还设有引线结构，所述引线结构为上宽下窄的倒三角结构，引线结构的下端出口正对于所述滑轮。

作为优选，所述组件上还设置有增量计步器，所述增量计步器设置在所述横杆的一侧，所述增量计步器对所述横杆旋转的进行数据采集，并反馈给所述控制主板，根据相关数据计算出横杆转动圈数。

本发明还公开了一种系留无人机绕线组件的工作方法，包括以下步骤：

S1：控制主板与外接控制装置建立无线连接；

S2：根据外接控制装置对系留无人机的操控指令，控制主板发送对应的指令给驱动电机、刹车装置；

S3：绕线盘和横杆在驱动电机的带动下对线缆进行收纳或展开，使得线缆排列在绕线盘上；

S4：增量计步器记录到横杆转动的圈数，并且将数据信息传输至控制主板，当达到设定值时，控制主板发生指令给刹车装置，控制绕线盘不再运动。

作为优选，在步骤S1中，控制主板和外接控制装置之间采用的无线连接方式为蓝牙连接、FNC、WIFI和微波中的一种。

作为优选，在步骤S2中，当外接控制装置发送指令给系留无人机后，控制主板接收系留无人机反馈的数据信息，所述增量计步器采集横杆的转动信息并反馈给控制主板；控制主板根据绕线盘的直径和周长信息以及传动比计算出绕线盘的的转动圈数和速度数据信息，并控制电机带动横杆和绕线盘进行转动。

作为优选，在步骤S3中，光杆排线机在承接杆的横杆进行左右运动，运动至横杆两端时发生转向，使得线缆均匀紧密缠绕在绕线盘上。

本发明的有益效果是：本发明提供的系留无人机绕线组件采用多个组件相互配合，从而实现对线缆的收纳或展开更加方便。首先当外接控制装置发送指令给系留无人机后，控制主板接收系留无人机的反馈信息，从而获得系留无人机的速度、方向等信息，增量计步器采集横杆的转动信息并反馈给控制主板，控制主板根据绕线盘的直径和周长信息以及系留无人机的指令计算出绕线盘的转动圈数或转动角度的数据信息，并控制电机带动横杆和绕线盘进行转动;光杆排线机在横杆上进行左右运行，将线缆收纳在绕线盘上或者将线缆从绕线盘上展开；由于无人机的飞行方向不确定，线缆收纳或展开时对光杆排线机的滑轮运动造成影响，因此设置有穿线件，穿线件一方面可限制穿过光杆排线机的线缆角度范围，另一方面可绷直线缆，使得线缆缠绕在绕线盘上更加紧密。

附图说明

图1为发明的结构右视图；

图2为本发明的结构左视图；

图3为本发明的结构后视图。

主要元件符号说明如下：

1、绕线盘 2、组架

3、传动装置 4、光杆排线机

5、穿线件 6、刹车装置

7、增量计步器 8、电源

9、传动电机 10、控制器

21、底盘 22、承接板

41、排线机 42、滑轮固定件

43、滑轮 44、引线结构

45、牵引组件 51、支撑杆

52、卡扣 61、自动刹车装置

62、紧急刹车装置 221、横杆。

具体实施方式

为了更清楚地表述本发明，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步地描述。

请参阅图1，本发明提供一种系留无人机绕线组件，包括组架2、绕线盘1、穿线件5和光杆排线机4，组架2前端设置绕线盘1，绕线盘1的两端卡接在组架2上；穿线件5设置在组架2的后端，穿线件5包括支撑杆51和卡扣52，支撑杆51的下端固定在组架2上；光杆排线机4设置在绕线盘1和穿线件5之间，光杆排线机4包括牵引组件45和排线机41，牵引组件45包括滑轮43和滑轮固定件42，排线机41活动连接在组架2的横杆221上，牵引组件45设有多个，其中一个牵引组件固定连接排线机41，另一个牵引组件通过卡扣52设置在支撑杆51的上端。在本实施例中,线缆要牵引组件才能和绕线盘进行连接，牵引组件在上能使得线缆出现绷直状态，这样收纳至绕线盘上时不会使得线缆处于松弛状态，此外由于系留无人机的飞行方向是不确定的，但是由于牵引组件结构的设置，利用牵引组件中的滑轮从而可调整线缆穿过光杆排线机的角度范围，不会由于角度问题从而造成线缆在收纳或展开过程中出现线缆脱离滑轮。

组架2为“L”型，包括底盘21和承接板22，承接板22设置固定在底盘21的两侧，底盘21的上端设置有绕线盘1；穿线件5的支撑杆51与底盘21固定连接；光杆排线机4设置在承接板22之间的横杆221上，可沿着横杆221进行左右运动，横杆221的长度超过绕线盘1的宽度；组架2上还设置有电源8和驱动电机9，电源8和驱动电机9都设置在底盘2上部，位于承接杆22的下端位置，电源8与驱动电机9相连，驱动电机9驱动横杆进行转动，电源8旁还设置有控制器10，控制器10上设有于外界设备连接的无线连接装置。在具体实施例中，为了使得线缆经过光杆排线机的带动能稳定缠绕在绕线盘的范围，特别使得横杆的长度超过绕线盘的宽度；因为横杆为光杆结构，当光杆发生转动时，通过摩擦力带动光杆排线机旋转，因光杆排线机的轴线与光杆轴线处于异面状态，则光杆排线机整体相对于光杆作螺旋运动，因此光杆对光杆排线机整体的作用力中必有一个轴向的分力和一个切向的分力，其中切向分力使光杆排线机的外圈旋转，而轴向分力则使光杆排线机产生轴向移动，从而沿着光杆进行直线运动;为了防止运动过枉，在排线机的左右都设置有感应器，当排线机运动至横杆的边缘处时，感应器控制排线机进行方向的变化，此外排线机可在横杆的任意位置进行停留，即使系留无人机突然上升或突然下降，排线机都能发生做出反应进行左右运动，无需运动到横杆的端点后在改变运动方向，当然还可以采用继电器、舵机控制或者采用触碰开关来改变光杆排线机的运动方向，这些都属于本申请的保护范围。

绕线盘1与底座2的连接位置设有传动装置3和刹车装置6，传动装置3和刹车装置6分别设置在绕线盘1的两侧；传动装置3与驱动电机9相连，利用驱动电机9带动绕线盘1进行转动；刹车装置6包括自动刹车装置61和紧急刹车装置62，紧急刹车装置62设置在自动刹车装置61旁；在具体应用中，传动装置内设置有多个传动履带和传动轮，传动履带套接在绕线盘的转轴上，利用传动履带和传动轮的传动作用，将驱动电机的动力传输至绕线盘上，使得绕线盘发生转动，实现对线缆的收纳或展开；刹车装置卡接在绕线盘的转轴上，既可实现远程控制刹车，也可在紧急情况下实现手动刹车，保证系留无人机的安全使用。

光杆排线机4设置在承接杆22的横杆221上，排线机41在横杆221上进行左右运动，滑轮固定件42的上端还设有引线结构44，引线结构44为上宽下窄的倒三角结构，引线结构44的下端出口正对于滑轮43；组件2上还设置有增量计步器7，增量计步器7设置在横杆的一侧，增量计步器7采用脉冲信号将横杆的转动信息反馈给控制主板。在本实施例中，引线结构采用倒三角结构，配合穿线件，这样就能确保线缆始终能通过滑轮，经过滑轮后改变运动方向，减小摩擦力；设置有增量计步器，能对绕线盘的转动圈数和角度进行检测，从而能及时反馈出线缆的长度变化。

为了更好的使用该系留无人机的绕线组件；本发明还公开了一种系留无人机绕线组件的工作方法，包括以下步骤：

S1：控制主板与外接控制装置建立无线连接；

S2：根据外接控制装置对系留无人机的操控指令，控制主板发送对应的指令给驱动电机和刹车装置；

S3：绕线盘和横杆在驱动电机的带动下对线缆进行收纳或展开，使得线缆排列在绕线盘上；

S4：增量计步器记录到横杆转动的圈数，并且将数据信息传输至控制主板，当达到设定值时，控制主板发生指令给刹车装置，控制绕线盘不再运动。

更为具体的是，在步骤S1中，控制主板和外接控制装置之间采用的无线连接方式为蓝牙连接、FNC、WIFI和微波中的一种；在步骤S2中，当外接控制装置发送指令给系留无人机后，控制主板接收系留无人机反馈的数据信息，增量计步器采集横杆的转动信息并反馈给控制主板；控制主板根据绕线盘的直径和周长信息以及传动比计算出绕线盘和横杆的转动圈数以及速度数据信息，并控制电机带动横杆和绕线盘进行以该速度进行转动，当横杆转动的圈数达到预先计算出的圈数时，增量计步器发送反馈指令给控制主板，控制主板接收后控制电机不再运动，此时绕线盘和横杆停止转动；在步骤S3中，光杆排线机在承接杆的横杆进行左右运动，运动至横杆两端时发生转向，使得线缆均匀紧密缠绕在绕线盘上。

本发明的优势在于：

1）设置有扣环和引线结构，这样确保了线缆始终处于绷直状态与滑轮接触，这样收纳在绕线盘上时就会更加整齐有序；

2）光杆排线机在横杆上进行左右运动，使得线缆无论在收纳还是展开都采用特定的顺序进行，保证了线缆的整齐性；

3）排线机可在任何情况下进行方向的改变，无需运动至横杆的两端后才改变方向，这样更好适配系留无人机的运动状态；

4）设置有增量计步器，可针对线缆的长度变化进行准确计量。

以上公开的仅为本发明的具体实施例，但是本发明并非局限于此，例如将滑轮改变为滑轮组等任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种系留无人机绕线组件，其特征在于，包括组架、绕线盘、穿线件和光杆排线机，所述组架前端设置所述绕线盘，绕线盘的两端卡接在组架上；所述穿线件设置在所述组架的后端，所述穿线件包括支撑杆和卡扣，所述支撑杆的下端固定在组架上；所述光杆排线机设置在所述绕线盘和穿线件之间，所述光杆排线机包括牵引组件和排线机，所述牵引组件包括滑轮和滑轮固定件，所述排线机活动连接在组架的横杆上，所述牵引组件设有多个，其中一个牵引组件固定连接所述排线机，另一个牵引组件通过卡扣设置在所述支撑杆的上端。

2.根据权利要求1所述的系留无人机绕线组件，其特征在于，所述组架为“L”型，包括底盘和承接板，所述承接板设置固定在所述底盘的两侧，所述底盘的上端设置有所述绕线盘；所述穿线件的支撑杆与所述底盘固定连接；所述光杆排线机设置在所述承接板之间的横杆上，可沿着横杆进行左右运动，所述横杆的长度超过所述绕线盘的宽度。

3.根据权利要求2所述的系留无人机绕线组件，其特征在于，所述组架上还设置有电源和驱动电机，所述电源和驱动电机都设置在所述底盘上部，位于所述承接板的下端位置，所述驱动电机与绕线盘和光杆传动连接，为其提供动力支持，所述电源旁还设置有控制器，所述控制器上设有与外界连接的无线连接装置。

4.根据权利要求2所述的系留无人机绕线组件，其特征在于，所述绕线盘与所述底座的连接位置设有传动装置和刹车装置，所述传动装置和刹车装置分别设置在绕线盘的两侧；所述传动装置与驱动电机相连，利用驱动电机带动绕线盘进行转动；所述刹车装置包括自动刹车装置和紧急刹车装置，紧急刹车装置设置在自动刹车装置旁。

5.根据权利要求1所述的系留无人机绕线组件，其特征在于，所述光杆排线机设置在承接板的横杆上，所述横杆为光杆结构，光杆排线机在横杆进行旋转时进行左右运动，所述滑轮固定件的上端还设有引线结构，所述引线结构为上宽下窄的倒三角结构，引线结构的下端出口正对于所述滑轮。

6.根据权利要求1所述的系留无人机绕线组件，其特征在于，所述组件上还设置有增量计步器，所述增量计步器设置在所述横杆的一侧，所述增量计步器对所述横杆旋转的进行数据采集，并反馈给所述控制主板，根据相关数据计算出横杆转动圈数。

7.一种系留无人机绕线组件的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：控制主板与外接控制装置建立无线连接；

S2：根据外接控制装置对系留无人机的操控指令，控制主板发送对应的指令给驱动电机、刹车装置；

S3：绕线盘和横杆在驱动电机的带动下对线缆进行收纳或展开，使得线缆排列在绕线盘上；

S4：增量计步器记录到横杆转动的圈数，并且将数据信息传输至控制主板，当达到设定值时，控制主板发生指令给刹车装置，控制绕线盘不再运动。

8.根据权利要求7所述的系留无人机绕线组件的工作方法，其特征在于，在步骤S1中，控制主板和外接控制装置之间采用的无线连接方式为蓝牙连接、FNC、WIFI和微波中的一种。

9.根据权利要求7所述的系留无人机绕线组件的工作方法，其特征在于，在步骤S2中，当外接控制装置发送指令给系留无人机后，控制主板接收系留无人机反馈的数据信息，所述增量计步器采集横杆的转动信息并反馈给控制主板；控制主板根据绕线盘的直径和周长信息以及传动比计算出绕线盘的的转动圈数和速度数据信息，并控制电机带动横杆和绕线盘进行转动。

10.根据权利要求7所述的系留无人机绕线组件的工作方法，其特征在于，在步骤S3中，光杆排线机在承接杆的横杆进行左右运动，运动至横杆两端时发生转向，使得线缆均匀紧密缠绕在绕线盘上。