CN113772074A - 一种系留浮空气球系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种系留浮空气球系统，包括部署车、风帘和系留浮空气球；系留浮空气球与部署车柔性连接；风帘设置在系留浮空气球上；风帘用于稳定系留浮空气球；系留浮空气球上搭载有数据采集装置；数据采集装置与地面控制系统连接；部署车用于调整系留浮空气球的位置。本发明通过在系留浮空气球上设置风帘，以提高有风天气下系留浮空气球系统的稳定性。

Description

一种系留浮空气球系统
技术领域
本发明涉及数据监测技术领域，特别是涉及一种系留浮空气球系统。
背景技术
传统无人机巡航时间短，载荷小，不能胜任长期检测的工作。而系留浮空气球是一种依靠本身浮力和系留缆绳实现长时间驻空的浮空器，通过搭载各种通信、侦察和探测电子设备，配合地面移动锚泊系统，可以实现快速移动部署，长时驻空监视监控，用于应急通信、应急调查、矿场资源巡查、地质环境监察、林业安全预警、智慧农业、城市监控、海洋监控、环境监管、环境保护、石油石化、城市测绘、智慧城市等。虽然系留浮空气球有如上工作优点，但在高风速下，会出现剧烈晃动，从而影响吊舱平台的稳定性和整个球体的安全可靠性。
发明内容
本发明的目的是提供一种系留浮空气球系统，具有稳定性高的优点。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种系留浮空气球系统，包括：
部署车、风帘和系留浮空气球；
所述系留浮空气球与所述部署车柔性连接；
所述风帘设置在所述系留浮空气球上；所述风帘用于稳定所述系留浮空气球；所述系留浮空气球上搭载有数据采集装置；所述数据采集装置与地面控制系统连接；所述部署车用于调整所述系留浮空气球的位置。
可选的，所述风帘为蝠翼形风帘；所述风帘为透气材料，或设置有透气孔的非透气材料。
可选的，所述系留浮空气球与所述风帘之间设置有连接带。
可选的，所述系留浮空气球上设置有固定绳组。
可选的，所述固定绳组包括多条纬向固定绳和多条经向固定绳；
多条经向固定绳等间隔缠绕在所述系留浮空气球上；
多条所述纬向固定绳垂直于所述经向固定绳等间隔缠绕在所述系留浮空气球上。
可选的，所述系统，还包括：
牵引绳组和吊舱；
所述牵引绳组包括多条第一牵引绳和一条第二牵引绳；
多条所述第一牵引绳用于连接所述系留浮空气球和所述吊舱；
所述第二牵引绳用于连接所述吊舱和所述部署车。
可选的，所述系留浮空气球上设置有主气囊和副气囊；
所述主气囊内填充有第一气体；所述主气囊内设置有气压检测装置；
所述副气囊内填充有第二气体；所述副气囊上设置有放气阀和鼓风机；所述第二气体的密度大于所述第一气体的密度；
所述气压检测装置、所述放气阀和所述鼓风机均与所述地面控制系统连接；
所述气压检测装置用于检测所述主气囊内的气压；
所述地面控制系统用于在所述主气囊内的气压小于预设气压阈值时控制所述鼓风机开启，向所述副气囊内填充所述第二气体；在所述主气囊内的气压大于预设气压阈值时控制所述放气阀开启，释放所述副气囊内填充的所述第二气体。
可选的，所述第一气体为氦气；所述第二气体为空气。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明提供了一种系留浮空气球系统，包括部署车、风帘和系留浮空气球；系留浮空气球与部署车柔性连接；风帘设置在系留浮空气球上；风帘用于稳定系留浮空气球；系留浮空气球上搭载有数据采集装置；数据采集装置与地面控制系统连接；部署车用于调整系留浮空气球的位置。本发明通过在系留浮空气球上设置风帘，以提高有风天气下系留浮空气球系统的稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中系留浮空气球系统结构示意图；
图2为本发明实施例中系留浮空气球结构示意图；
图3为本发明实施例中风帘安装示意图；
图4为本发明实施例中主气囊和副气囊结构示意图；
图5为本发明实施例中风帘平面示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种系留浮空气球系统，具有稳定性高的优点。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明实施例中系留浮空气球系统结构示意图，图1中，1为系留浮空气球，2为吊舱，3为系留模块，4为部署车；如图1所示，本发明公开了一种系留浮空气球系统，包括：
部署车、风帘和系留浮空气球；
系留浮空气球与部署车柔性连接；
风帘设置在系留浮空气球上；风帘用于稳定系留浮空气球；系留浮空气球上搭载有数据采集装置；数据采集装置与地面控制系统连接；部署车用于调整系留浮空气球的位置。系留浮空气球结构如图2所示，图2中，1为固定牵引绳，2为辅助固定牵引绳，3为浮空气球，4为风帘，5为收放辅助牵引绳，6为吊舱，7为主牵引绳，8为连接带。
图3为本发明实施例中风帘安装示意图；图3中，1为浮空气球，2为风帘图5为本发明实施例中风帘平面示意图，如图3和5所示，风帘为蝠翼形风帘；风帘为透气材料，或设置有透气孔的非透气材料。
此外，系留浮空气球与风帘之间设置有连接带。
具体的，系留浮空气球上设置有固定绳组。
固定绳组包括多条纬向固定绳和多条经向固定绳；
多条经向固定绳等间隔缠绕在系留浮空气球上；
多条纬向固定绳垂直于经向固定绳等间隔缠绕在系留浮空气球上。
本发明提供的系留浮空气球系统，还包括：
牵引绳组和吊舱；
牵引绳组包括多条第一牵引绳和一条第二牵引绳；
多条第一牵引绳用于连接系留浮空气球和吊舱；
第二牵引绳用于连接吊舱和部署车。
图4为本发明实施例中主气囊和副气囊结构示意图，如图4，系留浮空气球上设置有主气囊和副气囊；
主气囊内填充有第一气体；主气囊内设置有气压检测装置；
副气囊内填充有第二气体；副气囊上设置有放气阀和鼓风机；第二气体的密度大于第一气体的密度；
气压检测装置、放气阀和鼓风机均与地面控制系统连接；
气压检测装置用于检测主气囊内的气压；
地面控制系统用于在主气囊内的气压小于预设气压阈值时控制鼓风机开启，向副气囊内填充第二气体；在主气囊内的气压大于预设气压阈值时控制放气阀开启，释放副气囊内填充的第二气体。
具体的，第一气体为氦气；第二气体为空气。
具体的，本发明提供的快速部署系留浮空气球系统，系统包括：浮空气球分系统、牵引绳分系统、吊舱载荷分系统组成、地面锚泊分系统和快速移动车辆分系统，其布置方式如图1所示。浮空气球囊体表面的牵引绳的布置方式，其特征如图2所示，三根固定牵引绳从浮空气球顶部沿浮空气球表面朝下均匀分布，向下汇集在吊舱主牵引侧A处，通过中间锁扣，连接到吊舱下方主牵引绳，同时引两根绳分别从固定牵引绳B1处与E连接，从固定牵引绳B2处与D处连接以维持吊舱平衡，从风帘C处引一根绳连接到牵引绳B3处，再分别用两根绳从B3处连接到吊舱E处和D处以确保吊舱的稳定性。为了防止浮空气球脱落，加装3横3纵辅助固定绳。
为了提升浮空气球的动态稳定性，在浮空气球中下部安装有风帘，在来流情况下增加升力并防止浮空气球旋转，其特征如图3、5所示，风帘采用蝠翼设计，配上连接带固定在浮空气球下端，风帘环抱浮空气球，如果采用不透风材料，中部开孔以控制风帘的升阻比，如果采用透风材料，可以不开孔。为了避免环境压力、环境温度变化带来的囊内压差变化而导致的囊体变形或囊体材料过压，特别加装了空气副气囊，其特征如图4所示，为了保持重心稳定，空气副气囊放置在球体底部。
风帘安装在浮空气球中下部，风帘环抱浮空气球，用连接带与浮空气球相连。
本发明的目的针对目前无人机巡航时间短，要实现长时驻空难度大，不能维持浮空器电子设备的连续工作。为此设计一种系留浮空气球，利用氦气浮空器的优势，不需要其它辅助动力设备，依靠自身浮力实现长时间驻空，并且搭配特别设计的风帘，使浮空气球具备抗风能力，同时保持电子设备工作平台的稳定，便于图像采集处理等。浮空气球囊体表面，布置有3根固定牵引绳，以及三横三纵6根辅助固定牵引绳，确保高风速条件下，浮空气球的安全可靠性。系留模块可以实现高风速条件下对浮空气球的收放，并配以收放辅助牵引绳，保证浮空气球放飞和收回时的姿态稳定。系留模块与氦气供给系统同时放置于快速部署车上，可以将浮空气球快速移动到指定地点作业，整套系统使用方便，安全可靠，可实现快速部署对目标地点的长时驻空监视监控，应急通信等。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种系留浮空气球系统，其特征在于，所述系统，包括：
部署车、风帘和系留浮空气球；
所述系留浮空气球与所述部署车柔性连接；
所述风帘设置在所述系留浮空气球上；所述风帘用于稳定所述系留浮空气球；所述系留浮空气球上搭载有数据采集装置；所述数据采集装置与地面控制系统连接；所述部署车用于调整所述系留浮空气球的位置。
2.根据权利要求1所述的系留浮空气球系统，其特征在于，所述风帘为蝠翼形风帘；所述风帘为透气材料，或设置有透气孔的非透气材料。
3.根据权利要求1所述的系留浮空气球系统，其特征在于，所述系留浮空气球与所述风帘之间设置有连接带。
4.根据权利要求1所述的系留浮空气球系统，其特征在于，所述系留浮空气球上设置有固定绳组。
5.根据权利要求1所述的系留浮空气球系统，其特征在于，所述固定绳组包括多条纬向固定绳和多条经向固定绳；
多条经向固定绳等间隔缠绕在所述系留浮空气球上；
多条所述纬向固定绳垂直于所述经向固定绳等间隔缠绕在所述系留浮空气球上。
6.根据权利要求1所述的系留浮空气球系统，其特征在于，所述系统，还包括：
牵引绳组和吊舱；
所述牵引绳组包括多条第一牵引绳和一条第二牵引绳；
多条所述第一牵引绳用于连接所述系留浮空气球和所述吊舱；
所述第二牵引绳用于连接所述吊舱和所述部署车。
7.根据权利要求1所述的系留浮空气球系统，其特征在于，所述系留浮空气球上设置有主气囊和副气囊；
所述主气囊内填充有第一气体；所述主气囊内设置有气压检测装置；
所述副气囊内填充有第二气体；所述副气囊上设置有放气阀和鼓风机；所述第二气体的密度大于所述第一气体的密度；
所述气压检测装置、所述放气阀和所述鼓风机均与所述地面控制系统连接；
所述气压检测装置用于检测所述主气囊内的气压；
所述地面控制系统用于在所述主气囊内的气压小于预设气压阈值时控制所述鼓风机开启，向所述副气囊内填充所述第二气体；在所述主气囊内的气压大于预设气压阈值时控制所述放气阀开启，释放所述副气囊内填充的所述第二气体。
8.根据权利要求1所述的系留浮空气球系统，其特征在于，所述第一气体为氦气；所述第二气体为空气。
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