CN114291661B - 一种系留无人机的线缆收放组件 - Google Patents
一种系留无人机的线缆收放组件 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种系留无人机的线缆收放组件,包括固定机架、绕线筒和安装杆,其中固定机架包括第一固定支撑板和第二固定支撑板,以及安装支架;绕线筒包括绕线体以及支撑固定体;安装杆设置有风扇体以及至少部分伸出第二固定支撑板的伸出体。本发明设置中空的绕线筒,在绕线腔筒体内同轴心转动连接有安装杆,安装杆上设置风扇体,安装杆伸出绕线筒以及第二固定支撑板外部的伸出体与风扇电机连接,通过风扇电机驱动安装杆旋转从而带动风扇体转动,进而帮助绕线筒上方的线缆散热,而绕线筒本身转动连接在第一固定支撑板和第一固定支撑板上,与安装杆的转动不会产生干扰,本发明能够对绕线筒上的线缆进行散热,有效解决了现有技术中遇到的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种系留无人机的线缆收放组件。
背景技术
系留无人机,又称系留式无人机,为多旋翼无人机的一种特殊形式。
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。
现有技术中的系留无人机至少存在以下缺陷:
(1)系留无人机通过线缆将电能传输至无人机,当线缆中有电流通过时将导致线缆发热,而这种发热现象对于无人机滞空高度不足而大量线缆缠绕在绕线筒中时尤为明显,严重时甚至会烫坏线缆和设备;
(2)受无人机空中高度姿态的影响,收放系统不能进行及时收放线缆,从而导致线缆故障,甚至造成无人机坠毁;
(3)在有些工况下,如车载系留无人机,车辆在前进过程中会牵引线缆,尤其是经过路况较差的环境时这种牵引会更加严重,进而导致线缆故障,甚至造成无人机坠毁。
发明内容
本发明的目的在于提出能够解决上述问题中的一种或者多种的系留无人机的线缆收放组件。
为解决上述问题,本发明提供了一种能够解决上述问题中的一种或者多种的系留无人机收放组件,其包括:
固定机架,所述固定机架包括均为竖直设置的第一固定支撑板和第二固定支撑板,以及与竖直设置并且与第二固定支撑板垂直的平板状安装支架;
绕线筒,其包括由复数个长条形横杆构成的空心筒状结构的绕线体,以及连接在所述绕线体两端且与所述绕线体同心的圆筒状支撑固定体,所述相邻横杆之间设置有间隙,所述支撑固定体两端分别转动安装在所述第一固定支撑板和第二固定支撑板上,所述支撑固定体与驱动其旋转的收放电机传动连接;
安装杆,其通过转动轴承转动连接在所述支撑固定体内腔中,所述安装杆设置有至少一个由复数个扇叶构成的风扇体,所述安装杆还设有至少部分伸出所述第二固定支撑板的伸出体,所述伸出体与驱动其旋转的风扇电机连接。
作为本发明的进一步改进,所述支撑固定体内还安装有光电滑环,所述光电滑环包括固定在所述支撑固定体的安装槽上的转子以及位于所述支撑固定体内腔中的定子,所述线缆由所述转子穿过所述光电滑环,并由所述定子穿出,所述定子上连接有一固定件,所述固定件至少部分伸出于所述固定体并固定在所述第一固定支撑板上。
作为本发明的进一步改进,每个所述横杆设置有复数个具有间距的凸起。
作为本发明的进一步改进,还包括转动连接在所述安装支架上的张力传感器、调整滚轮、调节滚轮、第一张紧轮和限位环,其中:
所述张力传感器能够获取经绕线缆的张力值;
所述调节滚轮位于所述张力传感器的下方,并能够由第一驱动装置驱动沿竖直轴线做升降运动,所述调节滚轮至少具有位于底部和顶部的第一行程和第二行程;
所述调整滚轮由调整电机驱动旋转,其位于所述调节滚轮旁,且高度介于所述第一行程和第二行程之间;
所述第一张紧轮设置在调整滚轮的斜上方;
所述限位环位于所述第一张紧轮的上方;
当所述调节滚轮位于所述第一行程时,所述线缆经由所述张力传感器、调节滚轮和所述第一张紧轮张紧后,穿过所述限位环伸出;
当所述调节滚轮位于所述第二行程时,所述线缆经由所述张力传感器、调节滚轮、所述调整滚轮穿过所述所述限位环伸出,或者所述线缆经由所述张力传感器、调节滚轮、所述调整滚轮以及第一张紧轮后,穿过所述所述限位环伸出;
所述张力传感器与所述第一驱动装置以及所述调整电机电连接,并根据其测量的张力值控制所述第一驱动装置以及所述调整电机工作。
作为本发明的进一步改进,所述第一张紧轮通过旋转连接结构安装在所述安装支架上,所述旋转连接结构包括:
固定在所述安装支架上的固定安装套,所述固定安装套内设有安装孔,所述安装孔的孔壁上设置有第一放置槽;
转动连接在所述安装孔内的旋转安装轴,所述旋转安装轴设置有伸出于所述安装孔的第一伸出部以及与所述第一放置槽位于同一平面上的第二放置槽;
固定在所述第一伸出部上的旋转盘,所述第一张紧轮转动连接在所述旋转盘上;
两端分别插入所述第一放置槽和第二放置槽中的平面涡卷弹簧,所述平面涡卷弹簧使所述第一张紧轮以使所述线缆张紧的方式偏压所述线缆,所述第一张紧轮在所述平面涡卷弹簧作用下能够在第一位置和第二位置间移动,其中所述第一位置为所述平面涡卷弹簧全部释放弹簧力时所述第一张紧轮所在位置,所述第二位置为所述平面涡卷弹簧压缩极限状态下所述第一张紧轮所在位置。
作为本发明的进一步改进,所述第一张紧轮通过固定连接结构固定在所述旋转盘上,所述固定连接结构包括:
垂直固定在所述旋转盘端面上且平行设置的两块固定安装板,所述固定安装板上设置有间距;
转动连接在两个所述固定安装板之间的旋转轴,所述旋转轴的两端位于所述固定安装板的上半部中间位置,所述旋转轴的轴线与所述旋转盘的轴线垂直,所述第一张紧轮的通过底部的固定安装块固定在所述旋转轴上;
固定在两个所述固定安装板之间的限位块,所述限位块能够通过与所述固定安装块接触从而限制所述固定安装块一个方向的旋转运动,当所述第一张紧轮位于第一位置时,所述限位块位于内侧,其能够限制所述固定安装块逆时针运动,当所述第一张紧轮位于第二位置时,所述限位块位于外侧,其能够限制所述固定安装块顺时针运动。
作为本发明的进一步改进,所述安装支架还设置有辅助张紧机构,所述辅助张紧机构包括:
水平设置且为长条状结构的第一滑动轨道,所述第一滑动轨道的竖直位置位于所述第一张紧轮与调整滚轮之间,其两端均超出所述旋转盘设置,所述第一滑动轨道还设有贯通所述安装支架的第一滑动槽;
能够在所述第一滑动槽中滑动的第一辅助滑动块;
转动连接在所述第一辅助滑动块上的第二张紧轮,所述第二张紧轮与所述第一张紧轮均位于所述安装支架的同一侧,所述第二张紧轮仅在所述线缆脱离所述第一张紧轮时与所述线缆接触;
固定连接在所述第一辅助滑动块上并穿过所述第一滑动槽且位于所述安装支架另一侧的第一伸出臂,
分别固定在所述第一伸出臂两侧并与所述第一滑动槽平行的第一弹性伸缩件和第一伸缩气缸,所述第一弹性伸缩件位于靠近所述旋转盘一侧设置,所述第一伸缩气缸位于远离所述旋转盘一侧设置,所述第一弹性伸缩件具有固定设置的固定臂以及可沿其轴向运动的滑动臂,所滑动臂与所述固定臂之间连接有压缩弹簧,所述第二张紧轮与所述线缆接触时,通过所述压缩弹簧以及所述滑动臂使得第二张紧轮向张紧方向偏压所述线缆,所述第一伸缩气缸与张力传感器电连接,并在所述张力传感器控制下推动所述第一伸出臂沿与所述第一滑动槽平行的轴线做往复运动。
作为本发明的进一步改进,所述安装支架上还竖直设置有第二滑动轨道,所述第二滑动轨道内设有能够沿竖直方向滑动的第二辅助滑动块和贯通所述安装支架的第二滑动槽,所述调节滚轮转动连接在所述第二辅助滑动块上,所述第二辅助滑动块设有能够穿过所述第二滑动槽的第二伸出臂,所述第二伸出臂与所述安装支架另一侧的第二伸缩气缸固定连接,所与张力传感器电连接,并在所述张力传感器控制下推动所述第二伸出臂沿竖直轴线做往复运动,使所述调节滚轮在所述第一行程和第二行程之间做往返运动。
作为本发明的进一步改进,所述安装支架上还设有位于所述第一张紧轮上方且水平设置的第三滑动槽,所述限位环能够在所述第三滑动槽中滑动。
本发明的有益效果在于,本发明设置中空的绕线筒,在绕线腔筒体内同轴心转动连接有安装杆,安装杆上设置风扇体,安装杆伸出绕线筒以及第二固定支撑板外部的伸出体与风扇电机连接,通过风扇电机驱动安装杆旋转从而带动风扇体转动,进而帮助绕线筒上方的线缆散热,而绕线筒本身转动连接在第一固定支撑板和第一固定支撑板上,与安装杆的转动不会产生干扰,本发明能够对绕线筒上的线缆进行散热,有效解决了现有技术中遇到的问题。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是绕线筒的结构示意图;
图3是安装支架的结构示意图;
图4是调节滚轮位于第一行程时的线缆张紧示意图;
图5是调节滚轮位于第二行程时的线缆张紧示意图;
图6是平面涡卷弹簧的连接示意图;
图7旋转连接结构和第一张紧轮的结构示意图;
图8是第一伸缩气缸与第一弹性连接件的结构示意图。
图中:101-安装支架;102-张力传感器;103-调整滚轮;104-调节滚轮;105-第一张紧轮;106-限位环;107-固定安装套;108-安装孔;109-旋转安装轴;110-旋转盘;111-平面涡卷弹簧;112-固定安装板;113-旋转轴;114-固定安装块;115-限位块;116-第一滑动轨道;117-第一滑动槽;118-第一辅助滑动块;119-第二张紧轮;120-第一伸出臂;121-第一弹性伸缩件;122-第一伸缩气缸;123-固定臂;124-滑动臂;134-第二滑动轨道;125-第二辅助滑动块;126-第二滑动槽;128-第三滑动槽;2-固定机架;201-第一固定支撑板;202-第二固定支撑板;203-绕线筒;204-横杆;205-绕线体;206-支撑固定体;207-安装杆;208-风扇体;209-伸出体;210-光电滑环;211-转子;212-定子;213-固定件;214-凸起。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
如图1和2所示,本发明的收放线部分包括:
固定机架2,所述固定机架2包括均为竖直设置的第一固定支撑板201和第二固定支撑板202,以及与竖直设置并且与第二固定支撑板202垂直的平板状安装支架101;
绕线筒203,其包括由复数个长条形横杆204构成的空心筒状结构的绕线体205,以及连接在所述绕线体205两端且与所述绕线体205同心的圆筒状支撑固定体206,所述相邻横杆204之间设置有间隙,所述支撑固定体206两端分别转动安装在所述第一固定支撑板201和第二固定支撑板202上,所述支撑固定体206与驱动其旋转的收放电机传动连接;
安装杆207,其通过转动轴承转动连接在所述支撑固定体206内腔中,所述安装杆207设置有至少一个由复数个扇叶构成的风扇体208,所述安装杆207还设有至少部分伸出所述第二固定支撑板202的伸出体209,所述伸出体209与驱动其旋转的风扇电机连接。
作为本发明的进一步改进,所述支撑固定体206内还安装有光电滑环210,所述光电滑环210包括固定在所述支撑固定体206的安装槽上的转子211以及位于所述支撑固定体206内腔中的定子212,所述线缆由所述转子211穿过所述光电滑环210,并由所述定子212穿出,所述定子212上连接有一固定件213,所述固定件213至少部分伸出于所述固定体并固定在所述第一固定支撑板201上。
作为本发明的进一步改进,每个所述横杆204设置有复数个具有间距的凸起214。
本发明设置中空的绕线筒203,在绕线腔筒体内同轴心转动连接有安装杆207,安装杆207上设置风扇体208,安装杆207伸出绕线筒203以及第二固定支撑板202外部的伸出体209与风扇电机连接,通过风扇电机驱动安装杆207旋转从而带动风扇体208转动,进而帮助绕线筒203上方的线缆散热,而绕线筒203本身转动连接在第一固定支撑板201和第一固定支撑板201上,与安装杆207的转动不会产生干扰,本发明能够对绕线筒203上的线缆进行散热,有效解决了现有技术中遇到的问题。
另外设置光电滑环210,因为线缆其中一端与无人机连接,另一端通常连接在地面的电源上,当绕线筒203旋转收放线时会使得与地面电源连接的一端跟随旋转,这里在绕线筒203的末端设置光电滑轮能够有效解决上述缺陷。
另外在横杆204上设置对个凸起214,每个对其能够对线缆一圈圈的进行隔断,防止线缆无序排列和挤压。
图3-图8为本发明中辅助收放相关结构的示意图,受制于无人机的工作环境,线缆仅通过收放电机进行收放会出现现有技术中所遇到的情况{详见背景技术中提到的缺陷(2)和(3)}。
具体而言:如图3所示的,其包括竖直设置且为平板状的安装支架101以及分别转动连接在所述安装支架101上的张力传感器102、调整滚轮103、调节滚轮104、第一张紧轮105和限位环106,其中:
所述张力传感器102能够获取经绕线缆的张力值;
所述调节滚轮104位于所述张力传感器102的下方,并能够由第一驱动装置驱动沿竖直轴线做升降运动,所述调节滚轮104至少具有位于底部和顶部的第一行程和第二行程;
所述调整滚轮103由调整电机驱动旋转,其位于所述调节滚轮104旁,且高度介于所述第一行程和第二行程之间;
所述第一张紧轮105设置在调整滚轮103的斜上方;
所述限位环106位于所述第一张紧轮105的上方;
当所述调节滚轮104位于所述第一行程时,所述线缆经由所述张力传感器102、调节滚轮104和所述第一张紧轮105张紧后,穿过所述限位环106伸出;
当所述调节滚轮104位于所述第二行程时,所述线缆经由所述张力传感器102、调节滚轮104和所述调整滚轮103穿过所述所述限位环106伸出,或者所述线缆经由所述张力传感器102、所述调节滚轮104、所述调整滚轮103以及第一张紧轮105后,穿过所述所述限位环106伸出;
所述张力传感器102与所述第一驱动装置以及所述调整电机电连接,并根据其测量的张力值控制所述第一驱动装置以及所述调整电机工作。
作为本发明的进一步改进,所述第一张紧轮105通过旋转连接结构安装在所述安装支架101上,所述旋转连接结构包括:
固定在所述安装支架101上的固定安装套107,所述固定安装套107内设有安装孔108,所述安装孔108的孔壁上设置有第一放置槽;
转动连接在所述安装孔108内的旋转安装轴109,所述旋转安装轴109设置有伸出于所述安装孔108的第一伸出部以及与所述第一放置槽位于同一平面上的第二放置槽;
固定在所述第一伸出部上的旋转盘110,所述第一张紧轮105转动连接在所述旋转盘110上;
两端分别插入所述第一放置槽和第二放置槽中的平面涡卷弹簧111,所述平面涡卷弹簧111使所述第一张紧轮105以使所述线缆张紧的方式偏压所述线缆,所述第一张紧轮105在所述平面涡卷弹簧111作用下能够在第一位置和第二位置间移动,其中所述第一位置为所述平面涡卷弹簧111全部释放弹簧力时所述第一张紧轮105所在位置,所述第二位置为所述平面涡卷弹簧111压缩极限状态下所述第一张紧轮105所在位置。
作为本发明的进一步改进,所述第一张紧轮105通过固定连接结构固定在所述旋转盘110上,所述固定连接结构包括:
垂直固定在所述旋转盘110端面上且平行设置的两块固定安装板112,所述固定安装板112上设置有间距;
转动连接在两个所述固定安装板112之间的旋转轴113,所述旋转轴113的两端位于所述固定安装板112的上半部中间位置,所述旋转轴113的轴线与所述旋转盘110的轴线垂直,所述第一张紧轮105的通过底部的固定安装块114固定在所述旋转轴113上;
固定在两个所述固定安装板112之间的限位块115,所述限位块115能够通过与所述固定安装块114接触从而限制所述固定安装块114一个方向的旋转运动,当所述第一张紧轮105位于第一位置时,所述限位块115位于内侧,其能够限制所述固定安装块114逆时针运动,当所述第一张紧轮105位于第二位置时,所述限位块115位于外侧,其能够限制所述固定安装块114顺时针运动。
作为本发明的进一步改进,所述安装支架101还设置有辅助张紧机构,所述辅助张紧机构包括:
水平设置且为长条状结构的第一滑动轨道116,所述第一滑动轨道116的竖直位置位于所述第一张紧轮105与调整滚轮103之间,其两端均超出所述旋转盘110设置,所述第一滑动轨道116还设有贯通所述安装支架101的第一滑动槽117;
能够在所述第一滑动槽117中滑动的第一辅助滑动块118;
转动连接在所述第一辅助滑动块118上的第二张紧轮119,所述第二张紧轮119与所述第一张紧轮105均位于所述安装支架101的同一侧,所述第二张紧轮119仅在所述线缆脱离所述第一张紧轮105时与所述线缆接触;
固定连接在所述第一辅助滑动块118上并穿过所述第一滑动槽117且位于所述安装支架101另一侧的第一伸出臂120,
分别固定在所述第一伸出臂120两侧并与所述第一滑动槽117平行的第一弹性伸缩件121和第一伸缩气缸122,所述第一弹性伸缩件121位于靠近所述旋转盘110一侧设置,所述第一伸缩气缸122位于远离所述旋转盘110一侧设置,所述第一弹性伸缩件121具有固定设置的固定臂123以及可沿其轴向运动的滑动臂124,所滑动臂124与所述固定臂123之间连接有压缩弹簧,所述第二张紧轮119与所述线缆接触时,通过所述压缩弹簧以及所述滑动臂124使得第二张紧轮119向张紧方向偏压所述线缆,所述第一伸缩气缸122与张力传感器102电连接,并在所述张力传感器102控制下推动所述第一伸出臂120沿与所述第一滑动槽117平行的轴线做往复运动。
作为本发明的进一步改进,所述安装支架101上还竖直设置有第二滑动轨道134,所述第二滑动轨道134内设有能够沿竖直方向滑动的第二辅助滑动块125和贯通所述安装支架101的第一滑动槽117,所述调节滚轮104转动连接在所述第二辅助滑动块125上,所述第二辅助滑动块125设有能够穿过所述第二滑动槽126的第二伸出臂,所述第二伸出臂与所述安装支架101另一侧的第二伸缩气缸固定连接,所与张力传感器102电连接,并在所述张力传感器102控制下推动所述第二伸出臂沿竖直轴线做往复运动,使所述调节滚轮104在所述第一行程和第二行程之间做往返运动。
如图4所述,为正常状态下,线缆所受到的牵引力为正常范围,即张力传感器102所测得的张力值为设定阈值范围时,调节滚轮104位于第二行程上,线缆通过张力传感器102、调节滚轮104、第一张紧轮105张紧后通过限位环106伸出。
在该状态下,第一张紧轮105的作用是使得线缆始终保持张紧状态,具体而言,如图6所示,固定安装套107固定在安装支架101上,固定安装套107内的安装孔108中通过滚动轴承转动连接有旋转安装轴109,该固定安装孔108内还设置平面涡卷弹簧111,该平面涡卷弹簧111两个自由端分别插入到固定安装孔108的第一放置槽和旋转安装轴109的第二放置槽中,旋转安装轴109与旋转盘110固定连接,旋转盘110上还设置有第一张紧轮105,平面涡卷弹簧111能够通过旋转盘110使得第一张紧轮105偏压线缆,使得线缆张紧。
此时的第一张紧轮105位于第一位置,或者第一位置和第二位置之间(离第一位置较近,具体位置受到线缆与无人机之间的牵引),第一位置落在旋转盘110穿过圆心的水平轴线上,位于压紧线缆的方向上,即图4中的旋转盘110右侧,如图7所示,此时因为在固定安装板112之间靠左侧设置有限位块115,第一张紧轮105无法向与张紧方向相反的方向做反向运动。
当无人机对线缆拉力增大会压迫第一张紧轮105,使得第一张紧轮105逆时针运动,当运动到靠近第二位置时(第二位置也落在穿过旋转盘110圆心的水平轴线上),因限位块115旋转到相对右侧,此时第一张紧轮105带动旋转轴113翻转(第一张紧轮105翻转后,在外部作用力去除后通过其连接的复位弹簧复位),线缆越过翻过第一张紧轮105,这种情况一般因为无人机瞬间拉升线缆导致收放电机来不及及时相应,此时第一张紧轮105迅速翻出是否线缆,能够实现线缆的快速放线,以防止线缆收拉被断或者拉坏,即图5所示。
线缆越过第一张紧轮105后,会与第二张紧轮119接触,第二张紧轮119通过第一辅助滑动块118与第一弹性伸缩件121连接,这里的第一弹性伸缩件121上设置有固定臂123。滑动臂124以及压缩弹簧,压缩弹簧通过滑动臂124使得第二张紧轮119向张紧线缆的方向运动,实现对线缆的张紧,防止线缆缠绕打结,如图8所示。
同时,当张力传感器102所测得的张力值超出设定阈值时,其控制第二伸缩气缸带动调节滚轮104向上移动到第二行程上,此时线缆与调整滚轮103接触,调整滚轮103有调整电机驱动旋转,从而进一步提高放线速度或者收线速度,以适应当前无人机的运动。
当线缆的张力值恢复到设定阈值时,第二伸缩气缸带动调节滚轮104向下运动至第二行程,此时线缆与调整滚轮103脱离,同时第一伸缩气缸122向线缆张紧方向运动,与第一伸出臂120接触,继续运动带动第二张紧轮119向线缆张紧方向继续运动,至与第一张紧轮105接触,因为此时限位块115位于左侧,线缆的运动将带动第一张紧轮105翻转(第一张紧轮105翻转后,在外部作用力去除后通过其连接的复位弹簧复位),从而使得线缆越过该第一张紧轮105,这时第一伸缩气缸122方向运动,至与第一伸出臂120脱离,第二张紧轮119也在压缩弹簧的作用下与线缆脱离,线缆由第一张紧轮105张紧,如图4所示。另外,本发明设置限位环106以及第三滑动槽128,限位环106的作用是保证线缆出于设定平面内,防止线缆在相关组件之间切换时,在竖直平面上的位置出现跳动,影响设备的精确度,而限位环106能够在第三滑动槽128中滑动,使限位环106能够根据无人机的位置调整自身位置。
综上,本发明能够使得线缆在收线或者放线过程中更加从容的适应无人机牵引力的变化,有效解决了现有技术中遇到的问题。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理,而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释,本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式,这些方式都将落入本发明的保护范围之内。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理,而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释,本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式,这些方式都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种系留无人机的线缆收放组件,用于线缆的收放,其特征在于,包括:固定机架(2),所述固定机架(2)包括均为竖直设置的第一固定支撑板(201)和第二固定支撑板(202),以及与竖直设置并且与第二固定支撑板(202)垂直的平板状安装支架(101);绕线筒(203),其包括由复数个长条形横杆(204)构成的空心筒状结构的绕线体(205),以及连接在所述绕线体(205)两端且与所述绕线体(205)同心的圆筒状支撑固定体(206),相邻所述横杆(204)之间设置有间隙,所述支撑固定体(206)两端分别转动安装在所述第一固定支撑板(201)和第二固定支撑板(202)上,所述支撑固定体(206)与驱动其旋转的收放电机传动连接;安装杆(207),其通过转动轴承转动连接在所述支撑固定体(206)内腔中,所述安装杆(207)设置有至少一个由复数个扇叶构成的风扇体(208),所述安装杆(207)还设有至少部分伸出所述第二固定支撑板(202)的伸出体(209),所述伸出体(209)与驱动其旋转的风扇电机连接;
还包括转动连接在所述安装支架(101)上的张力传感器(102)、调整滚轮(103)、调节滚轮(104)、第一张紧轮(105)和限位环(106),其中:所述张力传感器(102)能够获取经绕线缆的张力值;所述调节滚轮(104)位于所述张力传感器(102)的下方,并能够由第一驱动装置驱动沿竖直轴线做升降运动,所述调节滚轮(104)至少具有位于底部和顶部的第一行程和第二行程;所述调整滚轮(103)由调整电机驱动旋转,其位于所述调节滚轮(104)旁,且高度介于所述第一行程和第二行程之间;所述第一张紧轮(105)设置在调整滚轮(103)的斜上方;所述限位环(106)位于所述第一张紧轮(105)的上方;当所述调节滚轮(104)位于所述第一行程时,所述线缆经由所述张力传感器(102)、调节滚轮(104)和所述第一张紧轮(105)张紧后,穿过所述限位环(106)伸出;当所述调节滚轮(104)位于所述第二行程时,所述线缆经由所述张力传感器(102)、调节滚轮(104)、所述调整滚轮(103)穿过所述限位环(106)伸出,或者所述线缆经由所述张力传感器(102)、调节滚轮(104)、所述调整滚轮(103)以及第一张紧轮(105)后,穿过所述限位环(106)伸出;所述张力传感器(102)与所述第一驱动装置以及所述调整电机电连接,并根据其测量的张力值控制所述第一驱动装置以及所述调整电机工作;
所述第一张紧轮(105)通过旋转连接结构安装在所述安装支架(101)上,所述旋转连接结构包括:固定在所述安装支架(101)上的固定安装套(107),所述固定安装套(107)内设有安装孔(108),所述安装孔(108)的孔壁上设置有第一放置槽;转动连接在所述安装孔(108)内的旋转安装轴(109),所述旋转安装轴(109)设置有伸出于所述安装孔(108)的第一伸出部以及与所述第一放置槽位于同一平面上的第二放置槽;固定在所述第一伸出部上的旋转盘(110),所述第一张紧轮(105)转动连接在所述旋转盘(110)上;两端分别插入所述第一放置槽和第二放置槽中的平面涡卷弹簧(111),所述平面涡卷弹簧(111)使所述第一张紧轮(105)以使所述线缆张紧的方式偏压所述线缆,所述第一张紧轮(105)在所述平面涡卷弹簧(111)作用下能够在第一位置和第二位置间移动,其中所述第一位置为所述平面涡卷弹簧(111)全部释放弹簧力时所述第一张紧轮(105)所在位置,所述第二位置为所述平面涡卷弹簧(111)压缩极限状态下所述第一张紧轮(105)所在位置。
2.根据权利要求1所述的一种系留无人机的线缆收放组件,其特征在于,所述支撑固定体(206)内还安装有光电滑环(210),所述光电滑环(210)包括固定在所述支撑固定体(206)的安装槽上的转子(211)以及位于所述支撑固定体(206)内腔中的定子(212),所述线缆由所述转子(211)穿过所述光电滑环(210),并由所述定子(212)穿出,所述定子(212)上连接有一固定件(213),所述固定件(213)至少部分伸出于所述固定体(206)并固定在所述第一固定支撑板(201)上。
3.根据权利要求2所述的一种系留无人机的线缆收放组件,其特征在于,每个所述横杆(204)设置有复数个具有间距的凸起(214)。
4.根据权利要求3所述的一种系留无人机的线缆收放组件,其特征在于,所述第一张紧轮(105)通过固定连接结构固定在所述旋转盘(110)上,所述固定连接结构包括:垂直固定在所述旋转盘(110)端面上且平行设置的两块固定安装板(112),所述固定安装板(112)上设置有间距;转动连接在两个所述固定安装板(112)之间的旋转轴(113),所述旋转轴(113)的两端位于所述固定安装板(112)的上半部中间位置,所述旋转轴(113)的轴线与所述旋转盘(110)的轴线垂直,所述第一张紧轮(105)的通过底部的固定安装块(114)固定在所述旋转轴(113)上;固定在两个所述固定安装板之间的限位块(115),所述限位块(115)能够通过与所述固定安装块(114)接触从而限制所述固定安装块(115)一个方向的旋转运动,当所述第一张紧轮(105)位于第一位置时,所述限位块(115)位于内侧,其能够限制所述固定安装块(114)逆时针运动,当所述第一张紧轮(105)位于第二位置时,所述限位块(115)位于外侧,其能够限制所述固定安装块(114)顺时针运动。
5.根据权利要求4所述的一种系留无人机的线缆收放组件,其特征在于,所述安装支架(101)还设置有辅助张紧机构,所述辅助张紧机构包括:水平设置且为长条状结构的第一滑动轨道(116),所述第一滑动轨道(116)的竖直位置位于所述第一张紧轮(105)与调整滚轮(103)之间,其两端均超出所述旋转盘(110)设置,所述第一滑动轨道(116)还设有贯通所述安装支架(101)的第一滑动槽(117);能够在所述第一滑动槽(117)中滑动的第一辅助滑动块(118);转动连接在所述第一辅助滑动块(118)上的第二张紧轮(119),所述第二张紧轮(119)与所述第一张紧轮(105)均位于所述安装支架(101)的同一侧,所述第二张紧轮(119)仅在所述线缆脱离所述第一张紧轮(105)时与所述线缆接触;固定连接在所述第一辅助滑动块(118)上并穿过所述第一滑动槽(117)且位于所述安装支架(101)另一侧的第一伸出臂(120),分别固定在所述第一伸出臂(120)两侧并与所述第一滑动槽(117)平行的第一弹性伸缩件(121)和第一伸缩气缸(122),所述第一弹性伸缩件(121)位于靠近所述旋转盘(110)一侧设置,所述第一伸缩气缸(122)位于远离所述旋转盘(110)一侧设置,所述第一弹性伸缩件(121)具有固定设置的固定臂(123)以及可沿其轴向运动的滑动臂(124),所述滑动臂(124)与所述固定臂(123)之间连接有压缩弹簧,所述第二张紧轮(119)与所述线缆接触时,通过所述压缩弹簧以及所述滑动臂(124)使得第二张紧轮(119)向张紧方向偏压所述线缆,所述第一伸缩气缸(122)与张力传感器(102)电连接,并在所述张力传感器(102)控制下推动所述第一伸出臂(120)沿与所述第一滑动槽(117)平行的轴线做往复运动。
6.根据权利要求5所述的一种系留无人机的线缆收放组件,其特征在于,所述安装支架(101)上还竖直设置有第二滑动轨道(134),所述第二滑动轨道(134)内设有能够沿竖直方向滑动的第二辅助滑动块(125)和贯通所述安装支架(101)的第二滑动槽(126),所述调节滚轮(104)转动连接在所述第二辅助滑动块(125)上,所述第二辅助滑动块(125)设有能够穿过所述第二滑动槽(126)的第二伸出臂,所述第二伸出臂与所述安装支架(101)另一侧的第二伸缩气缸固定连接,所述第二伸缩气缸与所述张力传感器(102)电连接,并在所述张力传感器(102)控制下推动所述第二伸出臂沿竖直轴线做往复运动,使所述调节滚轮(104)在所述第一行程和第二行程之间做往返运动。
7.根据权利要求6所述的一种系留无人机的线缆收放组件,其特征在于,所述安装支架(101)上还设有位于所述第一张紧轮(105)上方且水平设置的第三滑动槽(128),所述限位环(106)能够在所述第三滑动槽(128)中滑动。
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CN113562550A (zh) * | 2021-07-28 | 2021-10-29 | 中国科学院沈阳自动化研究所 | 一种张力可控的非滑环式收放线机构 |
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