[发明专利]一种陆基系留气球收放装置及其控制系统

说明书

本发明涉及系留气球的收放系统设计技术领域，特别是涉及一种大型陆基系留气球收放装置及其控制系统，收放装置包括沿竖直转轴转动设置在地面上的陆基转台；以及引导轮、收卷机构、牵引机构、张紧力测量机构、张力补偿机构。本发明的系留气球收放装置及控制系统弥补了现有收放系统无法满足大型系留气球升空回收、空中驻留功能的不足，主要体现在：收放装置安装在陆基转动式系留设施上，能够与系留设施一起随风转动；通过在线张力检测设计、主牵引双机备份设计、双重制动设计、收卷张力机械补偿设计提高了系留气球收放的安全性，避免了故障失效和人为误操作可能造成的损害，实现缆绳的低张力存储，避免了缆绳的过度磨损，满足系留气球收放的要求。

技术领域

本发明涉及系留气球的收放系统设计技术领域，特别是涉及一种通过拖曳系留缆绳，实现大型陆基系留气球升空、回收和空中驻留的收放装置及其控制系统。

背景技术

系留气球是一种无动力气球飞行器，通过系留缆绳与地面设施连接，以靠内部充装的轻质气体(氦气等)产生浮力悬停在空中。作为各种通讯、监测和雷达等设备的搭载平台，具有非常重要的作用和无可比拟的优势。

系留气球的升空、回收和空中驻留功能主要通过收放系统收卷和施放系留缆绳来实现。

目前，系留气球产品大多为车载移动式中小型平台(体积为几千立方米以下)，其收放系统设计简单、可靠性较低、收放载荷小、收放速度慢。中小型系留气球收放系统一般采用交流电机作为牵引动力源，且无法实现缆绳收放过程中张力的在线监测。

大型系留气球(体积10000立方米以上)一般为陆基固定式，其升空高度可达3000米～4000米，能够充分发挥系留气球作为空中平台的功效。大型系留气球因其升空高度更高，抗风能力更强，对其收放系统的可靠性等提出更高的要求。常规的中小型系留气球收放系统因其收放载荷低、结构功能简单、可靠性不高的缺陷，无法满足大型系留气球收放要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种陆基系留气球收放装置及其控制系统，满足系留气球升空回收、空中驻留功能，具有主牵引装置双机备份、双重系留制动保护、在线张力检测、收卷张力机械补偿功能。

为解决上述技术问题，本发明提供了以下技术方案：

一种陆基系留气球收放装置，系留气球由系留缆绳牵引，系留缆绳的第一端与系留气球连接，第二端与该收放装置连接，收放装置包括沿竖直转轴转动设置在地面上的陆基转台；以及安装在陆基转台上的引导轮，引导轮用于将系留缆绳的第一端引导至陆基转台上，引导轮位于陆基转台边缘，使陆基转台能够在系留气球的牵引下随风摆动；

还包括陆基转台上自系留缆绳第一端到所述引导轮之间依次设置的：

收卷机构，用于收纳和施放系留缆绳；

牵引机构，用于驱动系留缆绳施放、回收和驻留牵引；

张紧力测量机构，用于测量牵引机构到引导轮之间的系留缆绳的张紧力；

还包括位于收卷机构与牵引机构之间的张力补偿机构，该张力补偿机构用于张紧收卷机构与牵引机构之间的系留缆绳。

优选的，所述张力补偿机构包括斜导轮，所述系留缆绳绕过该斜导轮设置并与斜导轮之间形成一定包角；所述斜导轮的转轴安装在摆臂上，所述摆臂与陆基转台上固定设置的底座铰接，所述摆臂两侧与底座之间各设有一弹簧缓冲器。

优选的，所述牵引机构包括两个相互平行间隔设置的牵引轮，且两牵引轮同步同向转动，所述系留缆绳缠绕在两牵引轮上，两牵引轮的转轴上各设有一从动齿轮，两牵引轮之间设有一传动轴，所述传动轴上设有与两从动齿轮同时啮合的主动齿轮，所述传动轴的两端分别与两台牵引减速器的输出轴同步转动连接，两牵引减速器的输入轴分别通过联轴器与两台牵引电机的主轴同步转动连接。