[实用新型]一种具有阻尼轮的系留式无人机收放线装置

说明书

本实用新型的目的在于提供一种能够以设定的力矩对线缆提供阻力，使线缆在拉紧的状态下被绕回绕线筒的具有阻尼轮的系留式无人机收放线装置。该收放线装置，包括绕线筒和机箱，机箱上设有出线口，该收放线装置还包括阻尼轮，与阻尼轮配合、压紧线缆的压线轮和控制阻尼轮力矩为定值的磁滞制动器，阻尼轮与磁滞制动器固定连接，阻尼轮、压线轮和磁滞制动器一一对应。阻尼轮、压线轮和磁滞制动器位于绕线筒和出线口之间。

技术领域

本实用新型涉及无人机技术领域，具体地涉及一种具有阻尼轮的系留式无人机收放线装置。

背景技术

下面的背景技术用于帮助读者理解本实用新型，而不能被认为是现有技术。

无人机在民用领域的使用越来越广泛，特别是在地图测绘、地质勘测、灾害监测、气象探测、空中交通管制、边境巡逻监控、通信中继、应急通信等领域。为了使无人机能够长时间在空中停留，系留式无人机应运而生。地面的供电装置通过线缆对系留式无人机进行供电，并使用收放线装置对线缆进行收放。

为了实现自动收放线、避免线缆缠绕打结，中国专利CN205932769U公开了一种系留无人机的自动收放线装置，包括张力控制单元和用于驱动线缆盘转动的主电机，张力监控单元包括线缆所绕过的张力轮、安装在张力轮上并用于检测线缆张力的张力传感器，接收张力传感器信号的控制器，控制器与主电机连接并对其进行控制。该专利的缺点在于：张力轮弯曲线缆，加大线缆输出信号的损耗、缩短线缆使用寿命。为了加大单位截面积的电流、减轻重量，系留式无人机使用的线缆采用特殊合金制成，一般比较硬，用张力轮（特别是半径小的张力轮）弯曲线缆导致线缆的使用寿命缩短。另外，在一些需要使用光复合线缆的情况下，张力轮对线缆的弯曲还加大了光信号的损耗。但是，若使用半径较大的张力轮，不仅增加设备的体积和重量，还降低感知线缆运动的灵敏度。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能够实现自动收放线、减少线缆损耗的系留式无人机收放线装置。

一种系留式无人机收放线装置，包括绕线筒，其特征在于，还包括伺服驱动系统和用于检测出线速度、并将出线速度输出至伺服驱动系统的编码器，伺服驱动系统包括：与绕线筒连接并用于驱动绕线筒转动的伺服电机；用于检测伺服电机力矩和伺服电机转速、将伺服电机力矩和伺服电机转速输出至控制器，并驱动伺服电机转动的伺服电机驱动器；以及用于接收出线速度、伺服电机力矩和伺服电机转速，并控制伺服电机驱动器的控制器；控制器分别与编码器和伺服电机驱动器连接，伺服电机驱动器与伺服电机连接。

进一步，当伺服电机转速小于最高转速时，控制器对伺服电机力矩和目标力矩进行比较，当伺服电机力矩大于目标力矩时、线缆过紧；当伺服电机力矩等于目标力矩时、线缆松紧度达到目标值；当伺服电机力矩小于目标力矩时、线缆过松。伺服电机转速反应绕线筒转速，伺服电机的最高转速为定值、可以根据需要进行设置。通过控制伺服电机的转速对绕线筒的转速进行控制。

进一步，线缆过紧，在无人机上升过程中，伺服电机驱动绕线筒加速转动放线；在无人机悬停时，伺服电机驱动绕线筒停止转动；在无人机降落过程中，伺服电机驱动绕线筒减速转动收线。

进一步，线缆松紧度达到目标值，在无人机上升过程中，伺服电机驱动绕线筒以当前转速转动放线；在无人机悬停时，伺服电机驱动绕线筒停止转动；在无人机降落过程中，伺服电机驱动绕线筒以当前转速转动收线。

进一步，线缆过松，在无人机上升过程中，伺服电机驱动绕线筒减速转动、放线；在无人机悬停时，伺服电机驱动绕线筒转动收线；在无人机降落过程中，伺服电机驱动绕线筒加速转动收线。

进一步，当伺服电机转速达到最高转速时，伺服电机维持最高转速转动。