CN215851961U - 一种系留无人机用系留线缆绕线轴 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种系留无人机用系留线缆绕线轴，包括绕线轴固定装置、中空旋转装置、轴流风扇、供电装置和斜面转接块，中空旋转装置固定在绕线轴固定装置上，系留线缆均匀缠绕在中空旋转装置上，轴流风扇均安装于中空旋转装置内，所述斜面转接块一端固定在中空旋转装置上，另一端与轴流风扇连接，使得轴流风扇的中轴线与中空旋转装置的中轴线有一倾斜角度，供电装置安装在绕线轴固定装置上为轴流风扇供电，通过光电滑环将电能引入绕线轴内部给轴流风扇供电，产生的风将绕线轴内部产生的热量带走从而达到降低温度的目的，通过斜面转接块使得轴流风扇轴线与绕线轴轴线倾斜一个角度，使得风扇产生的风能够更多的与绕线轴内壁进行热交换从而能够更好的达到降温效果。

Description

一种系留无人机用系留线缆绕线轴

技术领域

本实用新型涉及系留无人机领域，关于系留无人机系统系留线缆收放装置，具体涉及一种系留无人机用系留线缆绕线轴。

背景技术

系留无人机是多旋翼无人机的一种特殊形式，目前的多旋翼无人机通常采用锂电池作为动力来源，其续航时间较短。在应急通信、现场监控、信号侦测等领域要求无人机能够长时间滞空，通过系留线缆供电的系留无人机能够满足长时间滞空的任务要求，系留无人机经过近几年的快速发展，技术已经比较成熟。

系留无人机系统主要由无人飞行器、系留线缆、系留线缆收放装置、地面电源等组成。地面电源将输入的市电或工业用电转换为高压电通过系留线缆传输至无人飞行器，无人飞行器通过将该电源转换为动力实现滞空飞行。系留线缆收放装置的作用是在无人飞行器飞行时自动将系留线缆自动缠绕在绕线轴上或者随着无人飞行器上升将线自动送出。

目前国内系留线缆收放装置绕线轴的绕线层数大多为6～10层，系留线缆在供电工作时通过电流会产生大量热量，在无人飞行器飞行高度较低时大部分系留线缆缠绕在绕线轴上会造成热量聚集。一般的绕线轴内部为密闭或者开孔通过自然对流方式进行散热。现有技术中在绕线轴内部采用自然对流方式进行散热，但是由于系留线缆表皮材料均采用导热性能较差的塑料或纤维材料，所以缠绕在绕线轴上的系留线缆内部热量不容易散出，在长时间工作的情况下，温度逐渐升高可能导致系留线缆表皮老化、破损、融化，最终系留线缆内部的高压导线短路产生事故。因此，设计一种散热情况优良的系留线缆绕线轴很有必要。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是如何提高系留线缆绕线轴的散热性能，目的在于提供一种系留无人机用系留线缆绕线轴，在绕线轴内部安装轴流风扇采用强迫对流方式，实现系留线缆绕线轴的良好散热，并且设有斜面转接块，使得轴流风扇轴线与绕线轴轴线倾斜一个角度，这样风扇产生的风能够更多的与绕线轴内壁进行热交换从而能够更好的达到降温效果，提升系留无人机系统长时间(特别是高温条件下)连续工作的可靠性。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种系留无人机用系留线缆绕线轴，包括绕线轴固定装置、中空旋转装置、轴流风扇、供电装置和斜面转接块，绕线轴固定装置放置于在平面上或者箱体内，所述中空旋转装置固定在绕线轴固定装置上，系留线缆均匀缠绕在中空旋转装置上，轴流风扇均安装于中空旋转装置内，所述斜面转接块一端固定在中空旋转装置上，另一端与轴流风扇连接，使得轴流风扇的中轴线与中空旋转装置的中轴线有一倾斜角度，供电装置安装在绕线轴固定装置上为轴流风扇供电。

目前国内系留线缆收放装置绕线轴的绕线层数大多为6～10层，系留线缆在供电工作时通过电流会产生大量热量，在无人飞行器飞行高度较低时大部分系留线缆缠绕在绕线轴上会造成热量聚集。一般的绕线轴内部为密闭或者开孔通过自然对流方式进行散热，散热效率高，本方案通过在绕线轴内部设置有轴流风扇和斜面转接块，轴流风扇产生的风将绕线轴内部产生的热量带走对绕线轴内部进行强迫风冷从而达到降低温度的目的，又通过斜面转接块使得轴流风扇轴线与绕线轴轴线倾斜一定角度，例如轴流风扇出风轴线与中空旋转轴轴线呈10°夹角，使得风扇产生的风能够更多的与绕线轴内壁进行热交换从而能够更好的达到降温效果。

进一步地，所述绕线轴固定装置包括安装板、左支架、右支架、大轴承和小轴承，所述安装板安装在平面上或者箱体内，左支架和右支架分别安装在安装板的两侧，大轴承安装在左支架的孔内、小轴承安装在右支架的孔内，中空旋转装置的两端分别安装在大轴承和小轴承的孔内，供电装置安装在左支架上，系留线缆缠绕在绕线中空旋转装置上，中空旋转装置装上轴承后再装入安装板、左支架、右支架，这样能起到对绕线轴的稳定支撑作用。

进一步地，所述供电装置包括滑环安装板和光电滑环，所述滑环安装板安装在左支架上，光电滑环的定子安装在滑环安装板上，光电滑环的转子安装在中空旋转装置内，使得光电滑环的转子能随着中空旋转装置转动，光电滑环用于当中空旋转装置旋转时通过光信号和电流，并为轴流风扇供电。

进一步地，所述中空旋转装置包括左绕线轴、左端板、滚筒、风扇固定装置、右端板和右绕线轴，所述左端板、右端板分别安装在滚筒的两端，左绕线轴穿过左端板安装在大轴承的孔内，右绕线轴穿过右端板安装在小轴承的孔内，左绕线轴、滚筒和右绕线轴同轴安装，斜面转接块安装在右端板上，轴流风扇安装在风扇固定装置内，风扇固定装置与斜面转接块连接，系留线缆缠绕在滚筒上能够迅速将热量传递至左端板和右端板并通过空气对流进行散热。

进一步地，所述风扇固定装置包括两个通风波导窗和风扇安装座，轴流风扇安装在风扇安装座内；两个通风波导窗套设在风扇安装座外用于屏蔽电磁干扰，斜面转接块与通风波导窗连接，轴流风扇固定在风扇安装座内，轴流风扇进风口和出风口两侧安装通风波导窗用于对风扇进行电磁屏蔽。

进一步地，在右端板上开设有若干个圆弧形的通风口，若干个通风口以所述右端板的中心为圆心沿圆周方向均匀分布，且所述通风口设于轴流风扇进风口位置，通风口有利于增大通风量，增强散热效果。

进一步地，在左端板上开设有若干个圆形通风孔，所述通风孔以所述左端板的中心为圆心沿圆周方向均匀分布，且所述通风孔设于左端板对应于轴流风扇出风口的位置，通风孔有利于增大通风量，增强散热效果。

进一步地，所述左端板、滚筒和右端板均采用铝合金材料，导热性能优良，能够迅速将系留线缆产生的热量传递给两个端板，有助于散热。

进一步地，还包括温度传感器，所述温度传感器安装在中空旋转装置的内壁上，且温度传感器与光电滑环连接传输信号，温度传感器用于检测温度，必要时能够通过控制系统对设备进行控制防止设备损坏，温度传感器也通过光电滑环供电和通信。

进一步地，在中空旋转装置内设有多个所述轴流风扇，多个轴流风扇以中空旋转装置的中心为圆心沿中空旋转装置的圆周方向均匀分布，由于绕线轴的安装位置有限，无法安装过多的风扇，优选地选择三个轴流风扇产生的风量刚好能完全覆盖住系留线电缆缠绕的范围。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本实用新型实施例提供的一种系留无人机用系留线缆绕线轴，通过光电滑环将电能引入绕线轴内部给轴流风扇供电，产生的风将绕线轴内部产生的热量带走从而达到降低温度的目的，通过斜面转接块使得轴流风扇轴线与绕线轴轴线倾斜一个角度，使得风扇产生的风能够更多的与绕线轴内壁进行热交换从而能够更好的达到降温效果，从而显著降低系留线缆绕线轴内部热量聚集导致系留线缆温度过高的风险，能够保证在长时间工作的情况下内部器件不因过热造成损坏；

2、本实用新型实施例提供的一种系留无人机用系留线缆绕线轴，左端板、滚筒、右端板采用导热性能优良的铝合金制成，系留线缆缠绕在中空旋转轴上能够迅速将热量传递至左端板和右端板并通过与空气对流进行散热，轴流风扇固定在风扇安装座内，进风口和出风口两侧安装通风波导窗对风扇进行电磁屏蔽，左端板与右端板上均加工有便于增大通风量的开口，增强散热效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本实用新型的整体安装结构示意图；

图2是本实用新型的安装结构正视图；

图3是本实用新型的剖视图；

图4是本实用新型一种实施例的中空旋转装置的剖视图；

图5是本实用新型一种实施例的中空旋转轴的正视图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-绕线轴固定装置，11-安装板，12-左支架，13-右支架，14-大轴承，15-小轴承，2-供电装置，21-滑环安装板，22-光电滑环，3-轴流风扇，4-斜面转接块，5-中空旋转装置，51-左绕线轴，52-左端板，53-滚筒，54-右端板，55-右绕线轴，6-风扇固定装置，61-通风波导窗，62-风扇安装座，7-通风口，8-通风孔，9-温度传感器，10-系留线缆。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

在以下描述中，为了提供对本实用新型的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本本实用新型。在其他实施例中，为了避免混淆本本实用新型，未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。

在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本本实用新型至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。

在本实用新型的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

实施例

如图1、图3所示，本实施例提供的一种系留无人机用系留线缆绕线轴，一种系留无人机用系留线缆绕线轴，包括绕线轴固定装置1、中空旋转装置5、轴流风扇3、供电装置2和斜面转接块4，绕线轴固定装置1放置于在平面上或者箱体内，中空旋转装置5固定在绕线轴固定装置1上，系留线缆10均匀缠绕在中空旋转装置5上，轴流风扇3均安装于中空旋转装置5内，斜面转接块4一端固定在中空旋转装置5上，另一端与轴流风扇3连接，使得轴流风扇3的中轴线与中空旋转装置5的中轴线有一倾斜角度，供电装置2安装在绕线轴固定装置1上为轴流风扇3供电。

在具体的实施过程中，在中空旋转装置5内设有多个轴流风扇3，多个轴流风扇3以中空旋转装置5的中心为圆心沿中空旋转装置5的圆周方向均匀分布，由于绕线轴51的安装位置有限，无法安装过多的风扇，优选地选择三个轴流风扇3产生的风量刚好能完全覆盖住系留线电缆缠绕的范围。

如图3所示，绕线轴固定装置1包括安装板11、左支架12、右支架13、大轴承14和小轴承15，安装板11安装在平面上或者箱体内，左支架12和右支架13分别安装在安装板11的两侧，大轴承14安装在左支架12的孔内、小轴承15安装在右支架13的孔内，中空旋转装置5的两端分别安装在大轴承14和小轴承15的孔内，供电装置2安装在左支架12上，系留线缆10缠绕在绕线中空旋转装置5上，中空旋转装置5装上轴承后再装入安装板11、左支架12、右支架13，这样能起到对绕线轴51的稳定支撑作用。

在一种实施方式中，供电装置2包括滑环安装板21和光电滑环22，滑环安装板21安装在左支架12上，光电滑环22的定子安装在滑环安装板21上，光电滑环22的转子安装在中空旋转装置5内，使得光电滑环22的转子能随着中空旋转装置5转动，光电滑环22用于当中空旋转装置5旋转时通过光信号和电流，并为轴流风扇3供电。

如图4所示，中空旋转装置5包括左绕线轴51、左端板52、滚筒53、风扇固定装置6、右端板54和右绕线轴55，且左端板52、滚筒53和右端板54均采用铝合金材料，导热性能优良，能够迅速将系留线缆10产生的热量传递给两个端板，有助于散热；左端板52、右端板54分别安装在滚筒53的两端，左绕线轴51穿过左端板52安装在大轴承14的孔内，右绕线轴55穿过右端板54安装在小轴承15的孔内，左绕线轴51、滚筒53和右绕线轴55同轴安装，斜面转接块4安装在右端板54上，轴流风扇3安装在风扇固定装置6内，风扇固定装置6与斜面转接块4连接，系留线缆10缠绕在滚筒53上能够迅速将热量传递至左端板52和右端板54并通过空气对流进行散热。

在一种实施方式中，为了防止电磁对风扇的干扰，风扇固定装置6包括两个通风波导窗61和风扇安装座62，轴流风扇3安装在风扇安装座62内；两个通风波导窗61套设在风扇安装座62外用于屏蔽电磁干扰，斜面转接块4与通风波导窗61连接，轴流风扇3固定在风扇安装座62内，轴流风扇3进风口和出风口两侧安装通风波导窗61用于对风扇进行电磁屏蔽。

如图2、图5所示，在右端板54上开设有若干个圆弧形的通风口7，若干个通风口7以右端板54的中心为圆心沿圆周方向均匀分布，且通风口7设于轴流风扇3进风口位置，通风口7有利于增大通风量，增强散热效果。

如图1、图5所示，在左端板52上开设有若干个圆形通风孔8，通风孔8以左端板52的中心为圆心沿圆周方向均匀分布，且通风孔8设于左端板52对应于轴流风扇3出风口的位置，通风孔8有利于增大通风量，增强散热效果。

在一种实施方式中，绕线轴51内部还安装有温度传感器9，温度传感器9安装在中空旋转装置5的内壁上，且温度传感器9与光电滑环22连接传输信号，温度传感器9用于检测温度，必要时能够通过控制系统对设备进行控制防止设备损坏，温度传感器9也通过光电滑环22供电和通信。本实用新型通过光电滑环将电能引入绕线轴内部给轴流风扇供电，产生的风将绕线轴内部产生的热量带走从而达到降低温度的目的，通过斜面转接块使得轴流风扇轴线与绕线轴轴线倾斜一个角度，使得风扇产生的风能够更多的与绕线轴内壁进行热交换从而能够更好的达到降温效果。中空旋转装置的左端板与右端板上均加工有便于增大通风量的槽。绕线轴内壁安装有温度传感器，能够检测绕线轴内部温度情况，必要时能够通过控制系统对设备进行控制防止设备损坏。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，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 (10)

1.一种系留无人机用系留线缆绕线轴，其特征在于，包括绕线轴固定装置(1)、中空旋转装置(5)、轴流风扇(3)、供电装置(2)和斜面转接块(4)，所述中空旋转装置(5)固定在绕线轴固定装置(1)上，系留线缆(10)均匀缠绕在中空旋转装置(5)上，轴流风扇(3)安装于中空旋转装置(5)内；所述斜面转接块(4)一端固定在中空旋转装置(5)上，另一端与轴流风扇(3)连接，使得轴流风扇(3)的中轴线与中空旋转装置(5)的中轴线呈一定倾斜角度，供电装置(2)安装在绕线轴固定装置(1)上为轴流风扇(3)供电。

2.如权利要求1所述的一种系留无人机用系留线缆绕线轴，其特征在于，所述绕线轴固定装置(1)包括安装板(11)、左支架(12)、右支架(13)、大轴承(14)和小轴承(15)，所述安装板(11)安装在平面上或者箱体内，左支架(12)和右支架(13)分别安装在安装板(11)的两侧，大轴承(14)安装在左支架(12)的孔内、小轴承(15)安装在右支架(13)的孔内，中空旋转装置(5)的两端分别安装在大轴承(14)和小轴承(15)的孔内，供电装置(2)安装在左支架(12)上。

3.根据权利要求2所述的一种系留无人机用系留线缆绕线轴，其特征在于，所述供电装置(2)包括滑环安装板(21)和光电滑环(22)，所述滑环安装板(21)安装在左支架(12)上，光电滑环(22)的定子安装在滑环安装板(21)上，光电滑环(22)的转子安装在中空旋转装置(5)内，使得光电滑环(22)的转子能随着中空旋转装置(5)转动。

4.根据权利要求2所述的一种系留无人机用系留线缆绕线轴，其特征在于，所述中空旋转装置(5)包括左绕线轴(51)、左端板(52)、滚筒(53)、风扇固定装置(6)、右端板(54)和右绕线轴(55)，所述左端板(52)、右端板(54)分别安装在滚筒(53)的两端，左绕线轴(51)穿过左端板(52)安装在大轴承(14)的孔内，右绕线轴(55)穿过右端板(54)安装在小轴承(15)的孔内，左绕线轴(51)、滚筒(53)和右绕线轴(55)同轴安装，斜面转接块(4)安装在右端板(54)上，轴流风扇(3)安装在风扇固定装置(6)内，风扇固定装置(6)与斜面转接块(4)连接。

5.根据权利要求4所述的一种系留无人机用系留线缆绕线轴，其特征在于，所述风扇固定装置(6)包括两个通风波导窗(61)和风扇安装座(62)，轴流风扇(3)安装在风扇安装座(62)内；两个通风波导窗(61)套设在风扇安装座(62)外用于屏蔽电磁干扰，斜面转接块(4)与通风波导窗(61)连接。

6.根据权利要求4所述的一种系留无人机用系留线缆绕线轴，其特征在于，在右端板(54)上开设有若干个圆弧形的通风口(7)，若干个通风口(7)以所述右端板(54)的中心为圆心沿圆周均匀分布，且所述通风口(7)设于轴流风扇(3)进风口位置。

7.根据权利要求4所述的一种系留无人机用系留线缆绕线轴，其特征在于，在左端板(52)上开设有若干个圆形通风孔(8)，所述通风孔(8)以所述左端板(52)的中心为圆心沿圆周均匀分布，且所述通风孔(8)设于左端板(52)上对应于轴流风扇(3)出风口的位置。

8.根据权利要求4所述的一种系留无人机用系留线缆绕线轴，其特征在于，所述左端板(52)、滚筒(53)和右端板(54)均采用铝合金材料。

9.根据权利要求3所述的一种系留无人机用系留线缆绕线轴，其特征在于，还包括温度传感器(9)，所述温度传感器(9)安装在中空旋转装置(5)的内壁上，且温度传感器(9)与光电滑环(22)连接用于传输信号。

10.根据权利要求1所述的一种系留无人机用系留线缆绕线轴，其特征在于，在中空旋转装置(5)内设有多个所述轴流风扇(3)，多个轴流风扇(3)以中空旋转装置(5)的中心为圆心沿中空旋转装置(5)的圆周均匀分布。

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