CN110467062B - 一种无人机智能放线器 - Google Patents
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Abstract
一种无人机智能放线器。提供了一种结构简单，方便操作，节省人力的无人机智能放线器。包括遥控器和放线装置，所述放线装置包括中空的上盖板、至少一个牵引绳盘和一对平行的侧板，所述上盖板的顶部设有用于连接无人机的挂环，所述上盖板内设有控制单元，所述遥控器与控制单元通信连接；所述牵引绳盘滑动连接在一对侧板之间，一对侧板的底部分别设有两个限位组件，两个限位组件用于对牵引绳盘进行限位；一对侧板的底部外侧分别设有安装座一和安装座二，所述安装座一上设有拨动机构，所述安装座二上设有驱动机构。本发明在工作中，驱动电机通过转轴连接器与牵引绳盘连接，驱动电机带动绳盘轴转动，展放或收回绳索，节省了时间，安全可靠。
Description
技术领域
本发明涉及无人机领域，特别涉及一种用于无人机进行展放牵引绳的智能放线器。
背景技术
近年来无人机技术发展迅速，工程施工中开始使用无人机进行展放牵引绳作业。由于与无人机配套的放线工具尚未成熟，无人机厂家只提供无人机，市场上没有用于无人机放线所需的专业展放牵引绳施工器具。
目前在使用的无人机放线工具都很简陋，基本是直接将牵引绳搭在无人机上，由人工捧着牵引绳随无人机前行进行展放牵引绳的工作。
此方法缺点为：一是无人机展放牵引绳作业容易受施工所处区域地形限制；二是必须有多人配合，方能进行牵引绳展放作业；三是作业中牵引绳容易受上升气流影响缠绕在无人机旋翼上，造成无人机坠毁。
发明内容
本发明针对以上问题，提供了一种结构简单，方便操作，节省人力的无人机智能放线器。
本发明的技术方案为：包括遥控器和放线装置，所述放线装置包括中空的上盖板、至少一个牵引绳盘和一对平行的侧板，所述上盖板可拆卸连接在一对侧板的顶部，所述上盖板的顶部设有用于连接无人机的挂环，所述上盖板内设有控制单元，所述遥控器与控制单元通信连接；
所述牵引绳盘滑动连接在一对侧板之间，
一对侧板的底部分别设有两个限位组件，两个限位组件上下设置，两个限位组件用于对牵引绳盘进行限位；
所述侧板上设有容置孔，所述限位组件包括继电器和限位器，所述继电器设在容置孔的外侧，所述限位器位于容置孔内、包括卡舌和弹簧，所述弹簧位于继电器和卡舌之间，所述继电器与控制单元连接、用于控制卡舌的伸缩动作；
一对侧板的底部外侧分别设有安装座一和安装座二，所述安装座一上设有拨动机构，所述拨动机构包括伺服电机和分离拨动轮，所述伺服电机设在安装座一上，所述分离拨动轮位于侧板内侧，所述伺服电机驱动分离拨动轮，所述分离拨动轮用于拨动牵引绳盘，所述伺服电机与控制单元连接；
所述安装座二上设有驱动机构，所述驱动机构包括驱动电机，所述驱动电机设在安装座二上，所述驱动电机通过转轴连接器连接牵引绳盘，所述驱动电机与控制单元连接；
所述伺服电机的轴心线平行于驱动电机的轴心线。
所述牵引绳盘包括绳盘轴、筒体和一对平行的绳盘，一对绳盘连接在筒体的两端，所述筒体上设有用于绳索穿过的穿绳孔，一对绳盘的中心设有穿孔，所述绳盘轴位于一对绳盘的穿孔内，所述绳盘轴朝向伺服电机的一端伸出就近的绳盘、且端头设有导向滑轮，另一端就近的绳盘上位于穿孔的两侧分别设有导向凸柱；
一对侧板的内壁分别设有用于放置导向滑轮的导向轨和用于放置一对导向凸柱的滑轨。
所述分离拨动轮包括圆盘，所述圆盘上均布设有三个容置槽，所述容置槽用于放置绳盘轴。
所述转轴连接器包括电动推杆，所述电动推杆设在安装座二上、且用于推动驱动电机，所述侧板上设有用于放置驱动电机的转轴的通孔，所述电动推杆与控制单元连接；
所述驱动电机的转轴端部设有十字形定位块，所述绳盘轴朝向驱动电机的一端设有十字槽，所述十字定位块适配地设在十字槽内。
所述穿绳孔上连接设有向下倾斜的导向管。
所述上盖板的底部设有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆与控制单元连接。
所述绳索的端部设有金属连接头。
所述控制单元包括电源和CPU芯片。
所述上盖板上设有一对螺纹孔一，一对侧板上分别设有螺纹孔二，所述螺纹孔一和螺纹孔二一一对应、用于放置螺栓。
本发明在工作中，在无人机中心挂点下方挂接放线装置，放线装置可根据作业现场需要内置一个或多个牵引绳盘，上盖板底部的电动伸缩杆可推动牵引绳盘向放线口移动，继电器通过吸合限位器来限制牵引绳盘的位置，由伺服电机驱动的分离拨动轮控制牵引绳盘的工作就位以及分离（即牵引绳盘从一对侧板上分离）。驱动电机通过转轴连接器与牵引绳盘连接，驱动电机带动绳盘轴转动，展放或收回绳索。
本发明节省了时间，安全可靠。
附图说明
图1是本发明的结构示意图，
图2是图1的左视图，
图3是图1的俯视图，
图4是牵引绳盘的结构示意图，
图5是图4的右视图，
图6是限位器的结构示意图，
图7是分离拨动轮的工作状态图一，
图8是分离拨动轮的工作状态图二，
图9是分离拨动轮的工作状态图三；
图中1是上盖板，
2是牵引绳盘，21是绳盘轴，210是十字槽，22是筒体，220是穿绳孔，23是绳盘，230是穿孔，24是导向滑轮，25是导向凸柱，
3是侧板，31是导向轨，32是滑轨，33是通孔，34是容置孔，
4是挂环，
5是限位组件，51是继电器，52是卡舌，53是弹簧，
6是安装座一，7是安装座二，8是伺服电机，
9是分离拨动轮，
10是驱动电机，11是电动推杆，12是导向管，13是电动伸缩杆，14是螺栓，15是工作绳盘轴，16是后备绳盘轴；
图8中箭头代表分离拨动轮旋转动作，图9中箭头代表工作绳盘轴脱离。
具体实施方式
本发明如图1-9所示，包括遥控器和放线装置，所述放线装置包括中空的上盖板1、至少一个牵引绳盘2和一对平行的侧板3，所述上盖板可拆卸连接在一对侧板的顶部，所述上盖板的顶部设有用于连接无人机的挂环4，所述上盖板内设有控制单元，所述遥控器与控制单元通信连接；
所述牵引绳盘2滑动连接在一对侧板之间，
一对侧板的底部分别设有两个限位组件5，两个限位组件上下设置，两个限位组件用于对牵引绳盘2进行限位；
所述侧板上设有容置孔34，所述限位组件包括继电器51和限位器，所述继电器设在容置孔的外侧，所述限位器位于容置孔内、包括卡舌52和弹簧53，所述弹簧位于继电器和卡舌之间，所述继电器与控制单元连接、用于控制卡舌的伸缩动作；
一对侧板的底部外侧分别设有安装座一6和安装座二7，所述安装座一上设有拨动机构，所述拨动机构包括伺服电机8（伺服电机如品牌佑田，型号为86HD系列伺服闭环步进电机）和分离拨动轮9，所述伺服电机设在安装座一上，所述分离拨动轮位于侧板内侧，所述伺服电机驱动分离拨动轮，所述分离拨动轮用于拨动牵引绳盘，所述伺服电机与控制单元连接；
所述安装座二上设有驱动机构，所述驱动机构包括驱动电机10（驱动电机如品牌马步崎，型号MZY38S的电机），所述驱动电机设在安装座二上，所述驱动电机通过转轴连接器连接牵引绳盘，所述驱动电机与控制单元连接；
所述伺服电机的轴心线平行于驱动电机的轴心线（即两者错开设置，让出分离拨动轮的空间位置，这样，保证绳盘轴可靠沿导向轨垂直向下滑动）。
本发明在工作中，在无人机中心挂点下方挂接放线装置，放线装置可根据作业现场需要内置一个或多个牵引绳盘，上盖板底部的电动伸缩杆可推动牵引绳盘向放线口移动，继电器通过吸合限位器来限制牵引绳盘的位置，由伺服电机驱动的分离拨动轮控制牵引绳盘的工作就位以及分离（即牵引绳盘从一对侧板上分离）。驱动电机通过转轴连接器与牵引绳盘连接，驱动电机带动绳盘轴转动，展放或收回绳索。
如图7-9中所示，图7中的工作绳盘轴15正在工作，图8中分离拨动轮旋转动作，工作绳盘轴下降，后备绳盘轴16进入容置槽内，图9中后备绳盘轴16待工作就位，工作绳盘轴脱离。
所述牵引绳盘包括绳盘轴21、筒体22和一对平行的绳盘23，一对绳盘连接在筒体的两端，所述筒体上设有用于绳索穿过的穿绳孔220，穿绳孔开设在筒体的底部中心，一对绳盘的中心设有穿孔230，所述绳盘轴位于一对绳盘的穿孔内，所述绳盘轴朝向伺服电机的一端伸出就近的绳盘、且端头设有导向滑轮24，另一端就近的绳盘上位于穿孔的两侧分别设有导向凸柱25；
一对侧板的内壁分别设有用于放置导向滑轮的导向轨31和用于放置一对导向凸柱的滑轨32。
牵引绳盘在工作中，通过一端的导向滑轮，另一端的导向凸柱，分别滑动连接在一对侧板的导向轨和滑轨内，实现三点定位，使得牵引绳盘滑动可靠。
所述分离拨动轮包括圆盘，所述圆盘上均布设有三个容置槽，所述容置槽用于放置绳盘轴。
通过设置分离拨动轮，便于绳盘轴位于容置槽内，起到支撑作用；同时，在放线后，通过伺服电机驱动分离拨动轮，便于将牵引绳盘脱离放线装置。
所述转轴连接器包括电动推杆11（电动推杆如品牌具盈，型号为NKLA21），所述电动推杆设在安装座二上、且用于推动驱动电机，所述侧板上设有用于放置驱动电机的转轴的通孔33，所述电动推杆与控制单元连接；
所述驱动电机的转轴端部设有十字形定位块，所述绳盘轴21朝向驱动电机的一端设有十字槽210，所述十字定位块适配地设在十字槽内。
通过电动推杆带动驱动电机移动，从而实现驱动电机的转轴与绳盘轴连接，方便可靠；同时，通过十字定位块和十字槽的形式连接，方便可靠。
所述穿绳孔上连接设有向下倾斜的导向管12。
便于绳索从导向管穿出，避免绳索绕至无人机上，提高可靠性。
所述上盖板的底部设有电动伸缩杆13（电动伸缩杆如品牌路易，型号为XTL100），所述电动伸缩杆与控制单元连接。
通过设置电动伸缩杆，便于推动牵引绳盘，方便可靠。
所述绳索的端部设有金属连接头。
提高绳索的重量，使其下落可靠；同时，便于两两绳索之间通过金属连接头连接，方便可靠。
所述控制单元包括电源和CPU芯片。
所述上盖板上设有一对螺纹孔一，一对侧板上分别设有螺纹孔二，所述螺纹孔一和螺纹孔二一一对应、用于放置螺栓14。
通过设置螺栓连接，方便拆装，操作可靠。
本发明在应用中，利用无人机展放牵引绳前，首先根据无人机负载情况利用智能放线器上的拨档开关选择对应参数，设置智能放线器工作数据；根据现场作业距离选择所用牵引绳盘大小，单盘或多盘；首先，智能放线器的转轴连接器动作，使驱动电机转轴缩回；在进行装填前把牵引绳盘的导向管弯曲成水平状态，将牵引绳盘的导向滑轮以及导向凸柱沿智能放线器导向轨和滑轨装入，在装入牵引绳盘时，智能放线器底部的限位器弹簧复位，保证牵引绳盘不会掉下；装填工作结束，智能放线器启动，伺服电机转动，分离拨动轮将牵引绳盘的固定端轴转到工作位置。转轴连接器使驱动电机的转轴与绳盘轴连接，驱动电机转动。
将智能放线器的挂环与无人机中心挂钩连接，操控无人机起飞，当无人机飞临作业现场上空后，利用智能放线器的遥控器指令，智能放线器中的驱动电机转动，展放牵引绳盘中的绳索，操作人操控无人机沿工作路径飞行即可实行绳索的单人展放作业。
在牵引绳盘放完后，电机停止工作后，遥控器发出换线信号，转轴连接器使转轴与绳盘轴分离缩回，然后继电器吸合使限位器动作缩回，0.5s后伺服电机转动，分离拨动轮推动绳盘沿侧壁导向轨向下运动，绳盘从放线装置上分离，脱落后绳盘重量让脱落的绳盘加速下坠。
同时，上方备用绳盘在电动伸缩杆的推动下沿侧壁导向轨下滑，绳盘轴进入伺服电机端的分离拨动轮的拨动轮工作槽（即容置槽）内。伺服电机转动分离的同时拨动轮将后备绳盘固定端轴头转到工作位置。
再继电器动作使智能放线器限位器动作复位；驱动电机的转轴与绳盘轴连接，智能放线器再次进入待命工作状态。
绳盘内绳索经出口处的定向弯曲软管（即导向管）穿出，该定向弯曲软管可向下自由弯曲，向上只能弯曲到水平状态，保证绳盘内穿出的绳索与无人机旋翼保持安全距离，在作业中不因绳索缠绕无人机旋翼而导致无人机损毁。
绳盘中的绳索可取出，利用端部的金属连接头互相连接，组成作业现场所需要的长度。
对于本案所公开的内容，还有以下几点需要说明：
（1）、本案所公开的实施例附图只涉及到与本案所公开实施例所涉及到的结构，其他结构可参考通常设计；
（2）、在不冲突的情况下，本案所公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例；
以上，仅为本案所公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，本案所公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种无人机智能放线器，其特征在于，包括遥控器和放线装置，所述放线装置包括中空的上盖板、至少一个牵引绳盘和一对平行的侧板，所述上盖板可拆卸连接在一对侧板的顶部，所述上盖板的顶部设有用于连接无人机的挂环，所述上盖板内设有控制单元，所述遥控器与控制单元通信连接；
所述牵引绳盘滑动连接在一对侧板之间，
一对侧板的底部分别设有两个限位组件，两个限位组件上下设置，两个限位组件用于对牵引绳盘进行限位；
所述侧板上设有容置孔，所述限位组件包括继电器和限位器，所述继电器设在容置孔的外侧，所述限位器位于容置孔内、包括卡舌和弹簧，所述弹簧位于继电器和卡舌之间，所述继电器与控制单元连接、用于控制卡舌的伸缩动作；
一对侧板的底部外侧分别设有安装座一和安装座二，所述安装座一上设有拨动机构，所述拨动机构包括伺服电机和分离拨动轮，所述伺服电机设在安装座一上，所述分离拨动轮位于侧板内侧，所述伺服电机驱动分离拨动轮，所述分离拨动轮用于拨动牵引绳盘，所述伺服电机与控制单元连接；
所述安装座二上设有驱动机构，所述驱动机构包括驱动电机，所述驱动电机设在安装座二上，所述驱动电机通过转轴连接器连接牵引绳盘，所述驱动电机与控制单元连接；
所述伺服电机的轴心线平行于驱动电机的轴心线。
2.根据权利要求1所述的一种无人机智能放线器，其特征在于，所述牵引绳盘包括绳盘轴、筒体和一对平行的绳盘，一对绳盘连接在筒体的两端，所述筒体上设有用于绳索穿过的穿绳孔，一对绳盘的中心设有穿孔，所述绳盘轴位于一对绳盘的穿孔内，所述绳盘轴朝向伺服电机的一端伸出就近的绳盘、且端头设有导向滑轮，另一端就近的绳盘上位于穿孔的两侧分别设有导向凸柱；
一对侧板的内壁分别设有用于放置导向滑轮的导向轨和用于放置一对导向凸柱的滑轨。
3.根据权利要求2所述的一种无人机智能放线器，其特征在于，所述分离拨动轮包括圆盘，所述圆盘上均布设有三个容置槽，所述容置槽用于放置绳盘轴。
4.根据权利要求2所述的一种无人机智能放线器，其特征在于，所述转轴连接器包括电动推杆，所述电动推杆设在安装座二上、且用于推动驱动电机，所述侧板上设有用于放置驱动电机的转轴的通孔，所述电动推杆与控制单元连接；
所述驱动电机的转轴端部设有十字形定位块，所述绳盘轴朝向驱动电机的一端设有十字槽，所述十字定位块适配地设在十字槽内。
5.根据权利要求2所述的一种无人机智能放线器，其特征在于，所述穿绳孔上连接设有向下倾斜的导向管。
6.根据权利要求1所述的一种无人机智能放线器，其特征在于，所述上盖板的底部设有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆与控制单元连接。
7.根据权利要求2所述的一种无人机智能放线器，其特征在于，所述绳索的端部设有金属连接头。
8.根据权利要求1所述的一种无人机智能放线器，其特征在于，所述控制单元包括电源和CPU芯片。
9.根据权利要求1所述的一种无人机智能放线器，其特征在于，所述上盖板上设有一对螺纹孔一，一对侧板上分别设有螺纹孔二，所述螺纹孔一和螺纹孔二一一对应、用于放置螺栓。
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