CN212050000U - 系留无人机用的线缆收放线装置及系留无人机飞行系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种系留无人机用的线缆收放线装置及系留无人机飞行系统，该飞行系统包括线缆收放线装置，该线缆收放线装置包括绞盘、磁粉离合器、电机、水银滑环组件和排线组件，绞盘用于卷放线缆，磁粉离合器的旋转输出轴连接绞盘；电机和磁粉离合器来接，水银滑环组件包括相连接的水银滑环和滑环联轴器，滑环联轴器通过空心轴与绞盘连接，水银滑环连接外部电源，线缆的一端设在滑环联轴器内，线缆穿过空心轴；排线组件包括往复丝杆和排线架，排线架与往复丝杆连接，排线架沿往复丝杆的轴向来回移动，排线架上设有穿线孔，采用以上结构，电机无需在收放线时进行频繁的换向，同时避免线缆连接外部电源的一端发生扭曲，减小线缆的损坏。

Description

系留无人机用的线缆收放线装置及系留无人机飞行系统

技术领域

本实用新型涉及无人机领域，具体是涉及一种系留无人机用的线缆收放线装置及系留无人机飞行系统。

背景技术

系留无人机是一种长时间滞空的无人机，长时间不间断地进行空中监视和应急通讯，通过地面线缆对其进行供电，地面的线缆集中于绞盘系统，绞盘系统控制无人机的自动收放线，其中在无人机上升时，绞盘系统放线，无人机下降时，绞盘系统收线。为实现绞盘系统的收放线，收集线缆的绞盘需转动，现有的绞盘转动方式一般是通过电机驱动，绞盘系统通过对线缆的张力大小进行判断，然后将该数据信号输出至控制模块，控制模块根据该数据信号驱动电机转动，但是由于收放线的方向不同，需要电机频繁换向驱动绞盘转动，而电机的频繁换向使电机的使用寿命缩短，提高电机故障率。由于线缆需连接外部电源，为长时间滞空的无人机提供电源，但是线缆随时发生收放线，线缆的卷放导致线缆连接外部电源的一端发生扭曲，使得线缆接外部电源的一端容易损坏，造成断裂。

实用新型内容

本实用新型的第一目的是提供一种无需电机换向的系留无人机用的线缆收放线装置。

本实用新型的第二目的是提供一种无需电机换向的系留无人机飞行系统。

为了实现上述的主要目的，本实用新型提供的系留无人机用的线缆收放线装置包括支架组件、绞盘、磁粉离合器、电机、水银滑环组件和排线组件，支架组件包括第一支架、第二支架和第三支架，第一支架与第二支架之间连接有第一连接杆，第二支架与第三支架之间连接有第二连接杆；绞盘设置在第一支架和第二支架之间，绞盘用于卷放线缆；磁粉离合器设置在第二支架和第三支架之间，磁粉离合器的旋转输出轴贯穿第二支架，磁粉离合器的旋转输出轴贯穿绞盘，旋转输出轴与绞盘连接；电机设置在第三支架上，电机和磁粉离合器之间连接有第一传动带；水银滑环组件包括水银滑环和滑环联轴器，水银滑环与滑环联轴器连接，滑环联轴器通过空心轴与绞盘连接，水银滑环用于连接外部电源，线缆的一端设置在滑环联轴器内，线缆穿过空心轴；排线组件包括往复丝杆、光杆、排线架和滑轮组件，往复丝杆与空心轴连接有第二传动带，往复丝杆和光杆设置在第一支架和第二支架之间，往复丝杆和光杆平行设置，往复丝杆的轴向与绞盘的轴向平行，排线架分别与往复丝杆、光杆连接，排线架沿往复丝杆的轴向在第一支架和第二支架之间移动，排线架靠近绞盘的一端设置有穿线孔，滑轮组件设置在排线架上，滑轮组件包括第一滑轮和第二滑轮，线缆穿过第一滑轮和第二滑轮之间，线缆与第一滑轮、第二滑轮邻接。

由上述方案可见，电机连接磁粉离合器，磁粉离合器的旋转输出轴连接绞盘，使用磁粉离合器作为电机绞盘之间的动力传递装置，磁粉离合器控制输入电压来改变磁粉磁性大小，控制旋转输出轴输出扭矩，使得电机输入扭矩不变的情况下改变输出至绞盘的扭矩，当无人机的拉力大于磁粉离合器产生的扭矩输出时，磁粉离合器出现输入端与输出端之间的滑动，实现绞盘的转向，磁粉离合器的输入端和输出端相互独立转动，电机在工作中保持一个方向转动，无需在收放线时进行频繁的换向，保证电机的稳定使用，延长电机的使用寿命；水银滑环连接滑环联轴器，线缆的一端固定在滑环联轴器，线缆通过水银滑环连接外部电源，线缆的另一端穿过空心轴再卷放在绞盘上，绞盘转动时带动空心轴的转动，从而带动滑环联轴器的转动，滑环联轴器内的线缆的一端也随着转动，从而避免线缆连接外部电源的一端发生扭曲，减小线缆的损坏。

进一步的方案是，第一支架、第二支架和第三支架分别大致呈三角形，磁粉离合器和电机设置在第三支架朝向第二支架的一侧上，第三支架远离第二支架的一侧上设置有第一传动轮和第二传动轮，第一传动轮与磁粉离合器连接，第二传动轮与电机连接，第一传动轮和第二传动轮之间连接有第一传动带；水银滑环组件设置在第一支架远离第二支架的一侧上。

可见，磁粉离合器与电机设置在第三支架朝向第二支架的一侧上，可缩短线缆收放线装置的长度，并且水银滑环组件设置在第一支架远离第二支架的一侧上，便于将线缆收放线装置安装在系留箱内，通过水银滑环穿过系留箱后与外部电源连接。

进一步的方案是，排线组件包括第一齿轮、第二齿轮和第三齿轮和计米器，第一滑轮与第一齿轮连接，第二滑轮和第二齿轮连接，第一齿轮和第二齿轮啮合，第三齿轮和第二齿轮啮合，第三齿轮和计米器连接。

可见，第一滑轮的转动带动第一齿轮的转动，第一齿轮、第二齿轮和第三齿轮分别存在啮合，使第三齿轮转动，从而带动与第三齿轮的计米器工作。

进一步的方案是，排线架上设置有第一导向轮、第二导向轮和第三导向轮，第一导向轮与穿线孔相对设置，沿往复丝杆的轴向，第一滑轮位于第一导向轮和第二导向轮之间，第二导向轮和第三导向轮邻接，线缆贯穿的第二导向轮和第三导向轮之间。

可见，卷放在绞盘上的线缆穿过穿线孔后，邻接第一导向轮后，依次穿过第一滑轮和第二滑轮之间、第二导向轮和第三导向轮之间，由于第一滑轮位于第一导向轮和第二导向轮之间，使得线缆从排线架的侧面出线，而排线架的侧面非朝向无人机，从而使得放置有线缆收放线装置的系留箱的出线口的面积可更小，有效进行整个系留箱的防尘。

为了实现上述的第二目的，本实用新型提供的系留无人机飞行系统包括无人机和系留箱，系留箱内设置有如上述的线缆收放线装置，线缆的一端连接无人机。

附图说明

图1是本实用新型系留无人机用的线缆收放线装置实施例的立体图。

图2是本实用新型系留无人机用的线缆收放线装置实施例另一角度的立体图。

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

具体实施方式

参见图1和图2，本实用新型的系留无人机用的线缆收放线装置包括支架组件、绞盘1、磁粉离合器2、电机3、水银滑环组件4和排线组件5，支架组件包括第一支架6、第二支架61和第三支架62，在本实施例中，第一支架6、第二支架61和第三支架62分别大致呈三角形，第一支架6与第二支架61之间连接有三根第一连接杆63，一根第一连接杆63对应三角形的一个角；第二支架61与第三支架62之间连接有三根第二连接杆64，一个第二连接杆对应三角形的一个角。

绞盘1设置在第一支架6和第二支架61之间，绞盘1用于卷放线缆。绞盘1包括滚筒11和两块限位板12，两块限位板12分别连接滚筒11沿滚筒11轴向的两端，两块限位板12分别呈圆形，限位板12的半径大于滚筒11的半径。

磁粉离合器2设置在第二支架61和第三支架62之间，磁粉离合器2的旋转输出轴贯穿第二支架61，磁粉离合器2的旋转输出轴贯穿绞盘，旋转输出轴与绞盘1的滚筒连接。磁粉离合器2的旋转输出轴直接作为绞盘1的滚筒的旋转轴，可减少联轴器的使用，从而减小装置的整体体积。

电机3设置在第三支架62上，电机3和磁粉离合器2之间通过第一传动带31连接。在本实施例中，磁粉离合器2和电机3设置在第三支架62朝向第二支架61的一侧上，第三支架62远离第二支架61的一侧上设置有第一传动轮32和第二传动轮33，第一传动轮32与磁粉离合器2连接，第二传动轮33与电机3连接，第一传动轮32和第二传动轮33之间连接有第一传动带31。通过第一传动带31完成磁粉离合器2与电机3之间的连接，可缩短线缆收放线装置的整体长度，从减少线缆收放线装置的整体体积的同时，无需使用联轴器，对安装的同心度要求降低。

水银滑环组件4设置在第一支架6远离第二支架61的一侧上，水银滑环组件4包括水银滑环41和滑环联轴器42，水银滑环41通过安装架411安装在第一支架6远离第二支架61的一侧上，水银滑环41与滑环联轴器42连接，滑环联轴器42通过空心轴43与绞盘1连接，水银滑环41用于连接外部电源，线缆的一端设置在滑环联轴器42内，线缆与水银滑环41连接，线缆穿过空心轴43，线缆绕卷在绞盘1上。磁粉离合器2与电机3设置在第三支架62朝向第二支架61的一侧上，可缩短线缆收放线装置的长度，并且水银滑环41组件4设置在第一支架6远离第二支架61的一侧上，便于将线缆收放线装置安装在系留箱内，通过水银滑环41穿过系留箱后与外部电源连接。水银滑环41连接滑环联轴器42，线缆的一端固定在滑环联轴器42，线缆通过水银滑环41连接外部电源，线缆的另一端穿过空心轴43再卷放在绞盘1上，绞盘1转动时带动空心轴43的转动，从而带动滑环联轴器42的转动，滑环联轴器42内的线缆的一端也随着转动，从而避免线缆连接外部电源的一端发生扭曲，减小线缆的损坏。

排线组件5包括两个丝杆支架51、往复丝杆52、光杆53、排线架54和滑轮组件8，两个丝杆支架51分别设置在第一支架6和第二支架61上，往复丝杆52和光杆53分别设置在两个丝杆支架51之间，往复丝杆52和光杆53设置在第一支架6和第二支架61之间，往复丝杆52和光杆53平行设置，往复丝杆52的轴向与绞盘1的轴向平行。空心轴43上连接有第三传动轮44，往复丝杆52上连接有第四传动轮521，第三传动轮44和第四传动轮521之间连接有第二传动带7。排线架54分别与往复丝杆52、光杆53连接，排线架54沿往复丝杆52的轴向在第一支架6和第二支架61之间移动，排线架54靠近绞盘1的一端设置有穿线孔55。滑轮组件8设置在排线架54上，滑轮组件8包括第一滑轮81和第二滑轮82，线缆穿过第一滑轮81和第二滑轮82之间，线缆与第一滑轮81、第二滑轮82邻接。在本实施中，第一滑轮81上沿第一滑轮81的周向设置有第一凹槽811，第二滑轮82沿第二滑轮82的周向设置有第二凹槽821，线缆从第一滑轮81和第二滑轮82之间穿过，线缆位于第一凹槽811或第二凹槽821内。绞盘1上的线缆穿过穿线孔55后，穿过第一滑轮81和第二滑轮82之间，通过穿线孔55、第一滑轮81和第二滑轮82对线缆进行导向和限位，使得排线架54在第一支架6和第二支架61来回移动进行有序的排线工作时，线缆的移动也更加顺畅。

排线组件5还包括第一齿轮56、第二齿轮57、第三齿轮58和计米器9，第一滑轮81与第一齿轮56连接，第二滑轮82和第二齿轮57连接，第一齿轮56和第二齿轮57啮合，第三齿轮58和第二齿轮57啮合，第三齿轮58和计米器9连接。第一滑轮81的转动带动第一齿轮56的转动，第一齿轮56、第二齿轮57和第三齿轮58分别存在啮合，使第三齿轮58转动，从而带动与第三齿轮58连接的计米器9工作。

排线架54上设置有第一导向轮59、第二导向轮510和第三导向轮511，第一导向轮59与穿线孔55相对设置，沿往复丝杆52的轴向，第一滑轮81位于第一导向轮59和第二导向轮510之间，第二导向轮510和第三导向轮511邻接，线缆贯穿第二导向轮510和第三导向轮511之间。卷放在绞盘1上的线缆穿过穿线孔55后，绕过第一导向轮59后，依次穿过第一滑轮81和第二滑轮82之间、第二导向轮510和第三导向轮511之间，由于第一滑轮81位于第一导向轮59和第二导向轮510之间，使得线缆从排线架54的侧面出线，而排线架54的侧面非朝向无人机，从而使得放置有线缆收放线装置的系留箱的出线口的面积可更小，有效进行整个系留箱的防尘。

本实用新型的系留无人机飞行系统包括无人机和系留箱，系留箱内设置有如上述的线缆收放线装置，线缆的一端连接无人机。

电机3连接磁粉离合器2，磁粉离合器2的旋转输出轴连接绞盘1，使用磁粉离合器2作为电机3绞盘1之间的动力传递装置，磁粉离合器2控制输入电压来改变磁粉磁性大小，控制磁粉离合器2的旋转输出轴输出扭矩，使得电机3输入扭矩不变的情况下改变输出至绞盘1的扭矩，当无人机逐渐上升时，无人机的拉力大于磁粉离合器2产生的扭矩输出时，磁粉离合器2出现输入端与旋转输出端之间的滑动，实现绞盘1的转向，开始放线；反之无人机下降时，磁粉离合器2再次出现输入端与旋转输出端之间的滑动，实现绞盘1的转向，开始放线。磁粉离合器2的输入端和输出端相互独立转动，电机3在工作中保持一个方向转动，无需在收放线时进行频繁的换向，保证电机3的稳定使用，延长电机3的使用寿命。

最后需要强调的是，以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种变化和更改，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.系留无人机用的线缆收放线装置，其特征在于，包括：

支架组件，所述支架组件包括第一支架、第二支架和第三支架，所述第一支架与所述第二支架之间连接有第一连接杆，所述第二支架与所述第三支架之间连接有第二连接杆；

绞盘，所述绞盘设置在所述第一支架和所述第二支架之间，所述绞盘用于卷放线缆；

磁粉离合器，所述磁粉离合器设置在所述第二支架和所述第三支架之间，所述磁粉离合器的旋转输出轴贯穿所述第二支架，所述旋转输出轴穿过所述绞盘，所述旋转输出轴与所述绞盘连接；

电机，所述电机设置在所述第三支架上，所述电机和所述磁粉离合器之间连接有第一传动带；

水银滑环组件，所述水银滑环组件包括水银滑环和滑环联轴器，所述水银滑环与所述滑环联轴器连接，所述滑环联轴器通过空心轴与所述绞盘连接，所述水银滑环用于连接外部电源，所述线缆的一端设置在所述滑环联轴器内，所述线缆穿过所述空心轴；

排线组件，所述排线组件包括往复丝杆、光杆、排线架和滑轮组件，所述往复丝杆与所述空心轴连接有第二传动带，所述往复丝杆和所述光杆设置在所述第一支架和所述第二支架之间，所述往复丝杆和所述光杆平行设置，所述往复丝杆的轴向与所述绞盘的轴向平行，所述排线架分别与所述往复丝杆、所述光杆连接，所述排线架沿所述往复丝杆的轴向在所述第一支架和所述第二支架之间移动，所述排线架靠近所述绞盘的一端设置有穿线孔，所述滑轮组件设置在所述排线架上，滑轮组件包括第一滑轮和第二滑轮，所述线缆穿过所述第一滑轮和所述第二滑轮之间，所述线缆与所述第一滑轮、所述第二滑轮邻接。

2.根据权利要求1所述的系留无人机用的线缆收放线装置，其特征在于：

所述第一支架、所述第二支架和所述第三支架分别大致呈三角形，所述磁粉离合器和所述电机设置在所述第三支架朝向所述第二支架的一侧上，所述第三支架远离所述第二支架的一侧上设置有第一传动轮和第二传动轮，所述第一传动轮与所述磁粉离合器连接，所述第二传动轮与所述电机连接，所述第一传动轮和所述第二传动轮之间连接有所述第一传动带；

所述水银滑环组件设置在所述第一支架远离所述第二支架的一侧上。

3.根据权利要求1所述的系留无人机用的线缆收放线装置，其特征在于：

所述排线组件包括第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮和计米器，所述第一滑轮与所述第一齿轮连接，所述第二滑轮和所述第二齿轮连接，所述第一齿轮和所述第二齿轮啮合，所述第三齿轮和所述第二齿轮啮合，所述第三齿轮和所述计米器连接。

4.根据权利要求1至3任一项所述的系留无人机用的线缆收放线装置，其特征在于：

所述排线架上设置有第一导向轮、第二导向轮和第三导向轮，所述第一导向轮与所述穿线孔相对设置，沿所述往复丝杆的轴向，所述第一滑轮位于所述第一导向轮和所述第二导向轮之间，所述第二导向轮和所述第三导向轮邻接，所述线缆贯穿所述的第二导向轮和所述第三导向轮之间。

5.系留无人机飞行系统，其特征在于，包括：无人机和系留箱，所述系留箱内设置有如权利要求1至4任一项所述的线缆收放线装置，所述线缆的一端连接所述无人机。

Images