CN205952338U - 一种用于系留无人机收放舱的线缆收放装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于系留无人机收放舱的线缆收放装置，其包括：线缆、绕线盘、电机、编码器和扭矩传感器，其中，所述线缆与系留无人机连接，所述绕线盘与所述线缆连接以用于使所述线缆缠绕在其上；所述电机与所述绕线盘连接以用于控制所述线缆的收放速度；所述编码器与所述绕线盘连接以用于检测已缠绕线缆的长度；所述扭矩传感器的一端所述绕线盘连接，另一端与所述电机连接，以用于检测所述电机相对于所述绕线盘产生的扭矩值。该装置能够在系留无人机起降过程中，实现对系留无人机所带电缆的自动收放，以有力保障了系留无人机的起降、悬停和自动跟随。

Description

一种用于系留无人机收放舱的线缆收放装置

技术领域

本实用新型涉及飞行器领域。更具体地，本实用新型涉及一种用于系留无人机的收放系统。

背景技术

系留无人机是现今发展迅速的一种无人机。由于系留无人机的飞行和控制要求负载高电压和大电流，因此，大部分系留无人机本身并不配置有供电单元，或其供电单元的供电量非常小。通常，系留无人机依靠一或多根线缆与地面供电系统进行连接并依靠地面供电系统为其提供续航所需的电量。因此，系留无人机在飞行过程中总会拖拽着线缆，系留无人机也因此得名。

而系留无人机的收放技术是系留无人机技术的重要组成部分，对系留无人机的起降和停放保护等起着重要的保障作用。而现有技术中还没有能够有效解决系留无人机收放问题，在其起降、回收、停放时对其所带线缆进行安全、便捷地进行收放的装置。

实用新型内容

为了解决了上述系留无人机的线缆收放问题，本实用新型提供一种用于系留无人机收放舱的线缆收放装置，其包括：线缆、绕线盘、电机、编码器和扭矩传感器，其中，所述线缆与系留无人机连接，所述绕线盘与所述线缆连接以用于使所述线缆缠绕在其上；所述电机与所述绕线盘连接以用于控制所述线缆的收放速度；所述编码器与所述绕线盘连接以用于检测已缠绕线缆的长度；所述扭矩传感器的一端所述绕线盘连接，另一端与所述电机连接，以用于检测所述电机相对于所述绕线盘产生的扭矩值。

进一步的，所述绕线盘、电机、编码器和扭矩传感器同轴安装。

进一步的，所述线缆为航空系留线缆，其包括绝缘外套，所述绝缘外套内设有一根光纤线和可用于负载高电压与大电流的电气导线。

进一步的，所述电机为步进电机。

进一步的，所述线缆收放装置进一步包括与线缆连接的光电一体式滑环，所述光电一体式滑环与所述绕线盘同轴安装。

进一步的，所述扭矩传感器的一轴与所述绕线盘的一轴端连接，所述光电一体式滑环位于所述绕线盘和所述编码器之间。

进一步的，所述线缆收放装置进一步包括用于供所述线缆穿过的导线器。

进一步的，所述导线器通过支架固定于所述绕线盘的一侧。

进一步的，所述线缆收放装置进一步包括可与地面站通信的控制器，所述控制器与所述电机、所述编码器和所述扭矩传感器连接，以用于采集和发送收发绕线长度和扭矩值并控制所述线缆收放装置的收放线缆动作。

进一步的，所述电气导线为两根合金导线。

本实用新型与现有技术相比具有如下有益效果：

该装置能够在系留无人机起降过程中，实现对系留无人机所带电缆的自动收放，以有力保障了系留无人机的起降、悬停和自动跟随。

附图说明

图1是根据本新型一个实施例的包含线缆收放装置的系留无人机收放舱装置关闭状态的示意图。

图2是根据本实用新型一实施例的用于系留无人机的收放舱装置的线缆收放装置的示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型的技术方案做进一步详细说明。

如图1-2所示，线缆收放装置240设置在收放舱20的内部空间中，其用于缠绕和释放线缆230，主要包括：使线缆230缠绕在其上的绕线盘241；连接至所述绕线盘241并控制线缆230的收放线速度的电机，优选的该电机为步进电机242；与绕线盘241同轴安装以用于检测绕线长度的编码器243；用于监测步进电机242相对于绕线盘241产生的扭矩值的扭矩传感器244。优选的，绕线盘241、步进电机242、编码器243和扭矩传感器244可一起同轴安装。

进一步的，线缆230可为航空系留电缆，其包括其包括绝缘外套，所述绝缘外套内设有一根光纤线和可用于负载高电压与大电流的电气导线，其具有抗大拉力，柔软、可盘绕回收、抗高压和抗大电流的特性，单模光纤芯可用于通信。优选的，该电气导线为两根合金导线。

进一步的，该线缆收放装置还包括可与地面站通信的控制器245，控制器245与电机、编码器243和扭矩传感器244连接，以用于采集和发送收发绕线长度和扭矩值并控制线缆收放装置的收放线缆动作。

更具体地，绕线盘241应当重量轻，惯量小，方便步进电气242启动。因此，绕线盘241的绕线轴径选择为20-40cm，优选为30cm。扭矩传感器244的一端连接至绕线盘241且另一端连接至步进电机242的电机轴，用以实时监测步进电机242相对于绕线盘241产生的扭矩值，并将该数值提供给控制器245。当扭矩值过大而超过预定值时，说明系留无人机10的绕线速度过快，这导致线缆230承受的拉力过大或说明系留无人机10正在受到极强外力，如风力，的作用，此时应控制并调整线缆230的收放速度。

在一个实施例中，编码器243和扭矩传感器244采集的数据可通过，例如RS485接口或控制器245，传输至地面控制设备（包括供电系统30），地面控制设备同时获取系留无人机10的状态数据，例如飞行数据和位置数据，并对这些数据进行综合计算获得控制数据，该控制数据会被反馈至线缆收放装置240的控制器245，来调整和控制收放线速度，进而配合系留无人机10的起飞和回落。

进一步的，线缆收放装置240进一步包括光电一体式滑环246，其包括一根以上用于负载高电压和大电流的电气导线和一根以上用于数据通信的光电芯，光电一体式滑环246与线缆230连接并与绕线盘241同轴安装。优选的，扭矩传感器244的一轴与绕线盘241的一轴端连接，光电一体式滑环246位于绕线盘241和编码器243之间。

控制器245与上述步进电机242、编码器243、扭矩传感器244、滑环246中的一者或多者电连接。控制器245可用于控制步进电机242的启动和停止。控制器245还可用于接收绕线长度和扭矩值。进一步地，控制器245与地面控制设备进行通信和/或电连接，其将绕线长度和扭矩值等传输至地面控制设备，并从地面控制设备获得控制数据以控制系留无人机10的飞行。优选地，控制器245还可以采集无人机的飞行数据和位置数据，以及升降台本体211的中心定位坐标数据，并将其传送至地面控制设备。本领域技术人员理解，线缆收放装置240还进一步包括驱动步进电机242的电机驱动器、转换电源等，该线缆收放装置240与供电系统30连接。

进一步的，由于线缆230会一直跟随着系留无人机10，所以为避免线缆230的缠结和保证线缆230具有正确的出线方向，该线缆收放装置还包括用于供所述线缆230穿过的导线器211b, 导线器211b通过支架固定于绕线盘241的一侧，线缆230穿过导线器211b并连接至系留无人机10。

本实用新型申请人结合说明书附图对本实用新型的实施例做了详细的说明与描述，但是本领域技术人员应该理解，以上实施例仅为本实用新型的一种实施方案，仅用于说明本实用新型，其中各部件的结构、连接方式等都是可以变化的，详尽的说明只是为了帮助读者更好地理解本实用新型精神，而并非对本实用新型保护范围的限制，相反，任何基于本实用新型的实用新型精神所作的任何改进修饰以及等同变换和改进均不应排除在本实用新型的保护范围之外。

Claims (10)

1.一种用于系留无人机收放舱的线缆收放装置，其特征在于，其包括：线缆、绕线盘、电机、编码器和扭矩传感器，

其中，所述线缆与系留无人机连接，

所述绕线盘与所述线缆连接以用于使所述线缆缠绕在其上；

所述电机与所述绕线盘连接以用于控制所述线缆的收放速度；

所述编码器与所述绕线盘连接以用于检测已缠绕线缆的长度；

所述扭矩传感器的一端所述绕线盘连接，另一端与所述电机连接，以用于检测所述电机相对于所述绕线盘产生的扭矩值。

2.根据权利要求1所述的线缆收放装置，其特征在于，所述绕线盘、电机、编码器和扭矩传感器同轴安装。

3.根据权利要求1所述的线缆收放装置，其特征在于，所述线缆为航空系留线缆，其包括绝缘外套，所述绝缘外套内设有一根光纤线和可用于负载高电压与大电流的电气导线。

4.根据权利要求1所述的线缆收放装置，其特征在于，所述电机为步进电机。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的线缆收放装置，其特征在于，所述线缆收放装置进一步包括与线缆连接的光电一体式滑环，所述光电一体式滑环与所述绕线盘同轴安装。

6.根据权利要求5所述的线缆收放装置，其特征在于，所述扭矩传感器的一轴与所述绕线盘的一轴端连接，所述光电一体式滑环位于所述绕线盘和所述编码器之间。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的线缆收放装置，其特征在于，所述线缆收放装置进一步包括用于供所述线缆穿过的导线器。

8.根据权利要求7所述的线缆收放装置，其特征在于，所述导线器通过支架固定于所述绕线盘的一侧。

9.根据权利要求1-4中任一项所述的线缆收放装置，其特征在于，所述线缆收放装置进一步包括可与地面站通信的控制器，所述控制器与所述电机、所述编码器和所述扭矩传感器连接，以用于采集和发送收发绕线长度和扭矩值并控制所述线缆收放装置的收放线缆动作。

10.根据权利要求3所述的线缆收放装置，其特征在于，所述电气导线为两根合金导线。