CN214776653U - 一种用于系留无人机的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的收放舱的线缆收放装置，包括:绕线机构、驱动机构和导线结构；其中，驱动机构连接于绕线机构，以驱动绕线机构旋转，绕线机构的绕线半径可调节；导线机构设置于绕线机构的一侧，线缆穿设于导线机构，并缠绕在绕线机构上。本实用新型通过采用可调节绕线半径的绕线机构，使得线缆收放装置能够适应不同直径或不同长度的线缆的收放，以使得线缆收放装置能够实现通用化。

Description

一种用于系留无人机的收放舱的线缆收放装置

技术领域

本实用新型涉及飞行器技术领域，尤其涉及一种用于系留无人机的收放舱的线缆收放装置。

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电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电缆，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。而现有技术中系留无人机的收放舱的线缆收放装置的绕线半径是固定不变，导致线缆收放装置无法适应不同直径的线缆，以及不同长度的线缆的收放，因此，需要根据不同直径或不同长度的线缆，更换线缆收放装置。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种用于系留无人机的收放舱的线缆收放装置，通过将采用可调节绕线半径的绕线机构，使得线缆收放装置能够适应不同直径或不同长度的线缆的收放，以使得线缆收放装置能够实现通用化。

为了解决或者一定程度上改善上述技术问题，根据本实用新型一方面，提供了一种用于系留无人机的收放舱的线缆收放装置，包括:绕线机构、驱动机构和导线结构；

其中，所述驱动机构连接于所述绕线机构，以驱动所述绕线机构旋转，所述绕线机构的绕线半径可调节；

所述导线机构设置于所述绕线机构的一侧，线缆穿设于所述导线机构，并缠绕在所述绕线机构上。

在一些实施方式中，所述绕线机构包括：两个绕线盘和多个绕线轴；

所述绕线盘上开设有多个由所述绕线盘的圆心向外延伸的弧形槽；

多个所述绕线轴分别穿设于两个所述绕线盘的所述弧形槽内，且所述绕线轴可沿所述弧形槽移动。

在一些实施方式中，所述绕线机构还包括两个锁定盘，分别设置于两个所述绕线盘的外侧，且可相对所述绕线盘旋转；

所述锁定盘上开设有多个由所述锁定盘的圆心向外延伸的直线型槽；

所述绕线轴的两端分别依次穿设于所述弧形槽和所述直线型槽。

在一些实施方式中，所述绕线机构还包括中心转轴，两端分别依次穿设于所述绕线盘和所述锁定盘的圆心；

所述驱动机构连接于所述中心转轴，以通过驱动所述中心转轴旋转。

在一些实施方式中，所述绕线机构还包括锁定装置，用于锁止所述锁定盘和所述绕线盘，使得所述锁定盘不可相对于所述绕线盘旋转。

在一些实施方式中，所述锁定装置包括：可伸缩的设置于所述锁定盘上的锁定销和多个沿所述绕线盘周向设置的锁定孔；

当所述锁定销伸入所述锁定孔时，所述锁定盘不可相对于所述绕线盘旋转；

当所述锁定销退出所述锁定孔时，所述锁定盘可相对于所述绕线盘旋转。

在一些实施方式中，所述导线机构包括有导杆和导线器；

所述导线器设置于所述导杆上，并可沿所述导杆往复运动。

在一些实施方式中，所述导杆上设置有往复式螺纹，所述导线器通过螺纹件连接于所述导杆。

在一些实施方式中，所述导杆连接于所述驱动机构，以使得所述绕线机构和所述导杆同步转动。

在一些实施方式中，所述导杆连接于所述绕线机构，以使得所述绕线机构和所述导杆同步转动。

本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本实用新型一种用于系留无人机的收放舱的线缆收放装置可达到相当的技术进步性及实用性，并具有产业上的广泛利用价值，其至少具有下列优点：

一、通过将采用可调节绕线半径的绕线机构，使得线缆收放装置能够适应不同直径或不同长度的线缆的收放，以使得线缆收放装置能够实现通用化；

二、在锁定盘上设置直线型槽，在绕线盘上设置弧形槽，进而通过旋转锁定盘，即可驱动多个绕线轴沿着弧形槽同步移动，进而实现线缆收放装置的绕线半径的调节；

三、通过使得导线器沿导杆往复移动，使得在收取线缆时，能够将电缆均匀的缠绕在绕线机构上。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图,详细说明如下。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的用于系留无人机的收放系统的结构示意图；

图2为本实用新型一实施例的线缆收放装置的结构示意图；

图3为本实用新型一实施例的绕线机构的结构示意图；

图4为本实用新型一实施例的导杆的结构示意图。

【符号说明】

1:收放舱；

2：线缆收放装置；

20：绕线机构；

200：绕线盘；

2000：弧形槽；

201：绕线轴；

202：锁定盘；

2020：直线型槽；

203：中心转轴；

204：锁定装置；

2040：锁定销；

2041：锁定孔；

21：驱动机构；

22：导线机构；

220：导杆；

221：导线器；

23：编码器；

24：扭矩传感器；

25：控制器；

3：线缆；

4：系留无人机；

5：供电系统。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的一种用于系留无人机的收放舱的线缆收放装置的具体实施方式及其功效，详细说明如后。

本实用新型实施例提供了一种用于系留无人机的收放舱的线缆收放装置。如图1所示，线缆收放装置2设置在收放舱1的内部空间中，其用于缠绕和释放线缆3。

如图2所示，线缆收放装置2包括绕线机构20、驱动机构21和导线机构22。

其中，驱动机构21连接于绕线机构20，以驱动绕线机构20旋转，通过绕线机构20的旋转实现对线缆3的收放。

在一实施例中，该驱动机构21可以为电机。更进一步地，该电机为步进电机。该电机通过皮带(图中未示出)连接于绕线机构20，以带动绕线机构20旋转。该电机还可以采用轴连接，来实现对绕线机构20的驱动，即电机的输出轴直接连接于绕线机构20，或者通过增加驱动轴(图中未示出)来连接于绕线机构20。本实用新型并不对驱动机构21与绕线机构20的连接方式进行限定，能够实现驱动绕线机构20的旋转即可。

导线机构22设置在绕线机构20的一侧，线缆3穿设于导线机构22，并缠绕在绕线机构20上。通过导线机构22的设置，能够有效地防止线缆3在收放的过程中，出现缠绕、打结的情况出现。

为了能够使得绕线机构20适应不同直径，不同长度的线缆3的收放，将绕线机构20的绕线半径设置为可调节。进而能够根据不同的直径或长度的线缆3来调节绕线机构20的绕线半径，提升线缆收放装置2的通用性。

在一实施例中，如图3所示，绕线机构20包括有两个相对设置的绕线盘200和多个绕线轴201。其中，绕线盘200上设置有多个弧形槽2000，该弧形槽2000由绕线盘200的圆心向外延伸。多个绕线轴201分别穿设于两个绕线盘200上设置的弧形槽2000内，且可以沿着弧形槽2000移动。

具体地，每一个绕线盘200上设置的弧形槽2000的数量与绕线轴201的数量相同，每一个绕线轴201的两端，分别穿设于绕线盘200上设置的一个弧形槽2000内。

当多个绕线轴201同步沿着弧形槽2000由绕线盘200的圆心向外延伸的方向移动时，绕线机构20的绕线半径会增大；当多个绕线轴201同步沿着弧形槽2000朝向绕线盘200的圆心方向移动时，绕线机构20的绕线半径会变小。

在一实施例中，为了能够实现多个绕线轴201沿着弧形槽2000的同步移动，线缆收放装置2还设置有两个锁定盘202。两个锁定盘202分别设置在两个绕线盘200的外侧，并且锁定盘202可以相对于所述绕线盘200旋转。

在锁定盘202上开设有多个直线型槽2020，该多个直线型槽2020由锁定盘202的圆心向外延伸，直线型槽2020的数量与弧形槽2000和绕线轴201的数量相同。绕线轴201的两端分别依次穿设于弧形槽2000和直线型槽2020。

通过上述设置，当通过外力旋转锁定盘202时，在锁定盘202的推动下，多个绕线轴201会沿着锁定盘202上的直线型槽2020和绕线盘200上设置的弧形槽2000同步移动，进而使得多个绕线轴201相对于绕线盘200圆心的距离的调整，进而实现绕线机构20的绕线半径的调整。

在一实施例中，如图3所示，绕线机构20还包括有中心转轴203，该中心转轴203的两端依次穿设于绕线盘200和锁定盘202的圆心，通过该中心转轴203限定两个绕线盘200的间距。驱动机构21连接于该中心转轴203，以驱动该中心转轴203旋转，进而带动整个绕线机构20旋转。

在一实施例中，如图3所示，在通过旋转锁定盘202将绕线机构20的绕线半径进行调整后，为了防止在收放线的过程中绕线轴201的位置发生移动，导致绕线机构20的绕线半径发生变化，或者使得多个绕线轴201构成不规则的造型的问题。在绕线机构20上还设置有锁定装置204，通过该锁定装置204锁止锁定盘202和绕线盘200，使得锁定盘202不可相对于绕线盘200旋转，进而实现对多个绕线轴201的位置地限定，避免在收放线过程中，绕线轴201的位置发生移动的情况。

在一具体实施例中，如图3所示，锁定装置204包括有可伸缩的设置于锁定盘202上的锁定销2040和多个沿绕线盘200周向设置的锁定孔2041。

其中，可以在锁定盘202上设置通孔(图中未示出)，锁定销2040穿设于该通孔上，以实现锁定销2040可伸缩的设置在锁定盘202上。当然，还可以在锁定销2040上套设一个弹性件，使得锁定销2040在外力和弹性件的弹力的作用下，实现可伸缩的设置在锁定盘202上。

多个锁定孔2041均匀的沿着绕线盘200的周向设置，多个锁定孔2041与绕线盘200的圆心的距离等于锁定销2040与锁定盘202圆心的距离。由此可以使得锁定销2040穿过锁定盘202伸入到锁定孔2041中。当锁定销2040伸入锁定孔2041时，锁定盘202不可相对于绕线盘200旋转；当锁定销2040退出锁定孔2041时，锁定盘202可相对于绕线盘200旋转。

在一实施例中，导线机构22包括有导杆220和导线器221，导线器221设置在导杆220上，并可沿导杆220的长度方向往复运动。

进一步地，如图4所示，导杆220上设置有往复式螺纹，导线器221通过螺纹件连接于导杆220上。通过往复式螺纹的设置，在不改变导杆220旋转方向的同时，能够实现导向器沿导杆220长度方向的往复运动。

在一种实施方式中，驱动机构21连接于导杆220，以驱动导杆220旋转。具体地，驱动机构21通过皮带连接于导杆220。

在另一种实施方式中，绕线机构20连接于导杆220，在绕线机构20旋转时，会带动导杆220进行旋转。

通过上述两种方式的实施，均能够使得导杆220与绕线机构20同步旋转，而通过导杆220的旋转驱动通过螺纹连接于导杆220的导线器221沿着导杆220往复运动。

在一些实施方式中，线缆收放装置2还包括：与中心转轴203同轴安装以用于检测绕线长度的编码器23、用于监测驱动机构21相对于绕线机构20产生的扭矩值的扭矩传感器24。优选的，绕线机构20、驱动机构21、编码器23和扭矩传感器24可一起同轴安装。

进一步的，线缆3可为航空系留电缆，其包括其包括绝缘外套，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2还包括可与地面站通信的控制器25，控制器25与驱动机构21、编码器23和扭矩传感器24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2的收放线缆3的动作。

更具体地，扭矩传感器24的一端连接至绕线机构20，另一端连接至驱动机构21，用以实时监测驱动机构21相对于绕线机构20产生的扭矩值，并将该数值提供给控制器25。当扭矩值过大且超过预定值时，说明系留无人机4的绕线速度过快，这导致线缆3承受的拉力过大或说明系留无人机4正在受到极强外力，如风力的作用，此时应控制并调整线缆3的收放速度。

在一个实施例中，编码器23和扭矩传感器24采集的数据可通过，例如RS485接口或控制器25，传输至地面控制设备(例如是供电系统5)，地面控制设备同时获取系留无人机4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2的控制器25，来调整和控制收放线速度，进而配合系留无人机4的起飞和回落。

本实用新型的用于系留无人机的收放舱的线缆收放装置，通过将采用可调节绕线半径的绕线机构，使得线缆收放装置能够适应不同直径或不同长度的线缆的收放，以使得线缆收放装置能够实现通用化；在锁定盘上设置直线型槽，在绕线盘上设置弧形槽，进而通过旋转锁定盘，即可驱动多个绕线轴沿着弧形槽同步移动，进而实现线缆收放装置的绕线半径的调节；通过使得导线器沿导杆往复移动，使得在收取线缆时，能够将电缆均匀的缠绕在绕线机构上。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种用于系留无人机的收放舱的线缆收放装置，其特征在于，包括:绕线机构、驱动机构和导线机构；

其中，所述驱动机构连接于所述绕线机构，以驱动所述绕线机构旋转，所述绕线机构的绕线半径可调节；

所述导线机构设置于所述绕线机构的一侧，线缆穿设于所述导线机构，并缠绕在所述绕线机构上。

2.根据权利要求1所述的用于系留无人机的收放舱的线缆收放装置，其特征在于，所述绕线机构包括：两个绕线盘和多个绕线轴；

所述绕线盘上开设有多个由所述绕线盘的圆心向外延伸的弧形槽；

多个所述绕线轴分别穿设于两个所述绕线盘的所述弧形槽内，且所述绕线轴可沿所述弧形槽移动。

3.根据权利要求2所述的用于系留无人机的收放舱的线缆收放装置，其特征在于，所述绕线机构还包括两个锁定盘，分别设置于两个所述绕线盘的外侧，且可相对于所述绕线盘旋转；

所述锁定盘上开设有多个由所述锁定盘的圆心向外延伸的直线型槽；

所述绕线轴的两端分别依次穿设于所述弧形槽和所述直线型槽。

4.根据权利要求3所述的用于系留无人机的收放舱的线缆收放装置，其特征在于，所述绕线机构还包括中心转轴，两端分别依次穿设于所述绕线盘和所述锁定盘的圆心；

所述驱动机构连接于所述中心转轴，以通过驱动所述中心转轴旋转。

5.根据权利要求3所述的用于系留无人机的收放舱的线缆收放装置，其特征在于，所述绕线机构还包括锁定装置，用于锁止所述锁定盘和所述绕线盘，使得所述锁定盘不可相对于所述绕线盘旋转。

6.根据权利要求5所述的用于系留无人机的收放舱的线缆收放装置，其特征在于，所述锁定装置包括：可伸缩的设置于所述锁定盘上的锁定销和多个沿所述绕线盘周向设置的锁定孔；

当所述锁定销伸入所述锁定孔时，所述锁定盘不可相对于所述绕线盘旋转；

当所述锁定销退出所述锁定孔时，所述锁定盘可相对于所述绕线盘旋转。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的用于系留无人机的收放舱的线缆收放装置，其特征在于，所述导线机构包括有导杆和导线器；

所述导线器设置于所述导杆上，并可沿所述导杆往复运动。

8.根据权利要求7所述的用于系留无人机的收放舱的线缆收放装置，其特征在于，所述导杆上设置有往复式螺纹，所述导线器通过螺纹件连接于所述导杆。

9.根据权利要求8所述的用于系留无人机的收放舱的线缆收放装置，其特征在于，所述导杆连接于所述驱动机构，以使得所述绕线机构和所述导杆同步转动。

10.根据权利要求7所述的用于系留无人机的收放舱的线缆收放装置，其特征在于，所述导杆连接于所述绕线机构，以使得所述绕线机构和所述导杆同步转动。

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