[发明专利]一种小型无人机恒张力供电系统

权利要求书

1.一种小型无人机恒张力供电系统，其特征在于：

包括供电子系统、卷放线子系统、检测子系统和和驱动子系统，所述供电子系统包括滑环（8）和供电线缆（16），供电线缆（16）一端通过滑环（8）连接地面电源站（36），另一端在外滚筒（11）上卷绕后引出连接小型无人机（38）为其供电；

所述卷放线子系统包括内滚筒（29）、外滚筒（11）和安装于二者之间的扭簧（17），三者同轴安装，扭簧（17）内侧与内滚筒（29）固联，外侧与外滚筒（11）固联，供电线缆（16）卷绕在外滚筒（11）上，通过外滚筒（11）的转动可实现收放线；

当内滚筒（29）和外滚筒（11）之间存在角度差时，扭簧（17）将在二者之间产生扭矩，外滚筒（11）将扭矩转化为供电线缆（16）上的拉力，使供电线缆（16）张紧，角度差直观的反映了供电线缆（16）的张紧力；

所述检测子系统包括滚筒转动角度检测装置，用于检测内滚筒（29）和外滚筒（11）之间的角度差，并根据设定的触发值产生控制信号驱动步进电机（30）运动，通过对角度的跟踪，实现对供电线缆（16）上的张紧力控制；

所述驱动子系统包括步进电机（30）、主动带轮（32）、从动带轮（26）和同步带（28），从动带轮（26）通过键（23）与内滚筒转轴（21）固联。

2.根据权利要求1所述的一种小型无人机恒张力供电系统，其特征在于：所述滑环（8）外壳固定在固定架（1）上，并且滑环（8）与外滚筒（11）同轴，滑环（8）一端连接电源输入线（7），另一端连接供电线缆（16），保证供电线缆（16）在转动时仍与电源稳定连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种小型无人机恒张力供电系统，其特征在于，所述滚筒转动角度检测装置可由编码器完成，或者限位开关完成。

4.根据权利要求3所述的一种小型无人机恒张力供电系统，其特征在于，当使用编码器（2）实现检测功能时，在外滚筒（11）左挡板（12）上同轴安装有齿轮II（4），编码器（2）安装在固定架（1）上，在编码器（2）轴上安装有齿轮I（3），齿轮I（3）与齿轮II（4）相互啮合，从而将外滚筒（11）转动角度传递到编码器（2）轴，从而实现对外滚筒（11）转动角度的检测。

5.根据权利要求3所述的一种小型无人机恒张力供电系统，其特征在于，当使用限位开关实现检测时，限位开关（33，34）的个数为2，安装于外滚筒（11）内壁上，并在内滚筒（29）侧面上设置有相应的凸起（292），当达到转角差时，凸起（292）将与限位开关触点（331）接触，触发步进电机（30）运动信号。

6.根据权利要求1或2所述的一种小型无人机恒张力供电系统，其特征在于，当小型无人机（38）飞行高度上升或者飞行距离增大时，供电线缆（16）上拉力将增大，从而可带动外滚筒（11）克服扭簧（17）扭矩逆时针转动，实现自动放线，同时内滚筒（29）和外滚筒（11）之间的角度差增大；当小型无人机（38）飞行高度下降或者飞行距离减小时，供电线缆（16）上拉力将减小，外滚筒（11）在扭簧（17）扭矩作用下产生顺时针转动，实现自动收线，同时内滚筒（29）和外滚筒（11）之间的角度差减小。

7.根据权利要求1或2所述的一种小型无人机恒张力供电系统，其特征在于，当步进电机（30）收到来自检测子系统的信号时，步进电机（30）产生相应的转动，并通过带传动系统传递至内滚筒（29），驱动内滚筒（29）产生相应转动，跟随外滚筒（11）的转动方向和角度，回补二者之间的角度差值，使扭簧（17）回复到初始拉伸状态，为下一次收放线做准备。

8.根据权利要求1或2所述的一种小型无人机恒张力供电系统，其特征在于，通过设置初始状态下内滚筒（29）和外滚筒（11）之间的角度差，可以调整该恒张力供电系统中供电线缆（16）的初始拉力值。

9.根据权利要求4所述的一种小型无人机恒张力供电系统，其特征在于，编码器（2）反馈的脉冲信号，可以直接作为步进电机（30）的控制信号。

10.根据权利要求5所述的一种小型无人机恒张力供电系统，其特征在于，限位开关（33,34）反馈的开关量信号，可以控制步进电机（30）的正转或反转，带动供电线缆（16）收放。