一种用于无人机系留缆收放的排线装置的制作方法

[0001]本发明涉及一种专用排线装置，具体为一种用于无人机系留缆收放的排线装置，属于系留缆收放技术领域。背景技术：[0002]系留无人机是将无人机和系留缆结合起来实现的，系留无人机通过系留缆供电和通信，系留缆通过系留缆收放技术可实时根据无人机飞行高度进行收放缆动作，由于供电的可靠连续性得到解决，系留无人机可以满足全天候工作的需求。根据系留缆收放装置的安装位置不同可分为地面安装式、车载移动式和舰载移动式三种工作方式以适应不同工作环境的需求，系留缆收放装置通常包括储缆绞盘、支撑架和排线装置，排线装置在系留缆收放的时候用来有序排列系留缆，使得绞盘卷筒上的系留缆整齐的缠绕。[0003]现有的排线装置通常采用往复丝杆与储缆绞盘连接的方式控制排线器移动，共用一个驱动电机，由于排线进给量固定，同一排线装置只能适应固定线径的系留缆和单层缠绕排线，随着缠绕层数的增加，固定的进给量将会带来排线挤压的问题；现有的排线器大多使用摩擦缓冲和间接测量张力的方式，通常会导致收放动作滞后或不能适应飞行器瞬时动作变化带来的系留缆张力变化，导致系留缆涨线、打结缠绕，影响无人机工作的可靠性。技术实现要素：[0004]本发明的目的就在于为了解决上述排线装置排线不整齐和不能适应多种线径、多层缠绕的问题而提供一种用于系留无人机系留缆收放的排线装置，具有排线整齐，适应多种直径的系留缆多层缠绕的优点。[0005]本发明一种用于无人机系留缆收放的排线装，包括直线滑台及固定设置在直线滑台两端的滑台左支架和滑台右支架；所述直线滑台上设置有排线座，所述排线座内转动设置有用于改变无人机系留缆方向的导向轮，所述导向轮的周面上设置有用于容纳无人机系留缆的环槽，排线座顶部固定设置有出线回转套，排线座上还设置有用于夹紧无人机系留缆的夹紧装置；所述导向轮设置在夹紧装置和出线回转套之间的区域；无人机系留缆经夹紧装置伸入排线座内，并经过导向轮后从出线回转套伸出；所述排线座通过驱动装置滑动设置在直线滑台上。[0006]优选地，夹紧装置包括两个夹紧辊轴，所述夹紧辊轴上均转动连接有夹紧辊体，所述排线座上设置有夹紧滑槽，所述夹紧辊轴均竖直设置，且一端伸入夹紧滑槽并与夹紧滑槽滑动相连；还包括两个夹紧调节装置，两个夹紧辊轴设置在两个夹紧调节装置之间的区域，且夹紧调节装置推动两个夹紧辊轴相互靠近，所述夹紧装置与排线座固定相连。[0007]优选地，排线座上设置有两个夹紧滑槽，两个夹紧滑槽的中心线位于同一直线上，且与导向轮的中心轴线平行；两个夹紧辊轴分别通滑动设置在两个夹紧滑槽内，所述夹紧装置分别伸入夹紧滑槽内，并与所在夹紧滑槽内的夹紧辊轴相抵。[0008]优选地，夹紧装置包括中心轴线位于同一直线上的调节螺钉、调节弹簧及推杆，所述调节螺钉与排线座固定相连，所述推杆的一端伸入夹紧滑槽内与夹紧辊轴相抵，另一端与调节弹簧固定相连，调节弹簧远离推杆的一端与调节螺钉相连；所述推杆的中心轴线与所连接的夹紧辊轴的中心轴线垂直；两个夹紧装置上推杆的中心轴线位于同一直线上。[0009]优选地，夹紧辊体均通过辊体轴承与夹紧辊轴相连。[0010]优选地，夹紧辊体为聚氨酯制成的。[0011]优选地，出线回转套中心处设置有用于无人机系留缆伸出的锥形伸出孔，所述伸出孔朝向导向轮一端的开口的直径小于另一端开口的直径，且两个开口通过弧形曲面相连形成伸出孔；所述出线回转套上设置有环形连接端，所述出线回转套通过套接在环形连接套外的出线回转轴承及轴承套与排线座转动相连。[0012]优选地，还包括张力传感器，所述张力传感器上设置有主轴，所述主轴水平设置，且与排线座固定相连，所述导向轮通过导向滚动轴承与主轴转动相连。[0013]或者优选地，直线滑台上转动设置有一丝杠，所述排线座上固定设置有滑动螺母，滑动螺母套接在丝杠上，并与丝杠螺纹相连；所述驱动装置为电机，所述电机通过减速机连接有一同步轮，丝杠的一端也设置有同步轮，两个同步轮通过同步带相连。[0014]优选地，滑台左支架和滑台右支架上分别设置有一限位开关，所述排线座上对应限位开关的位置设置有限位开关感应块。[0015]本发明与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明独立使用一个驱动电机，通过控制电机输出转速实现排线进给量动态可调，同一排线装置能适应多种线径的系留缆和多层缠绕卷筒收放，只需调整软件参数即可实现，适应性更强，排线进给量更准确，排线更整齐。[0016]本发明使用了带有出线回转轴承的出线回转套，尽量减小系留缆和出现套之间的滑动摩擦，使得张力传感器实时获得已放出的系留缆上的张力变化，将张力值反馈给主控单元，控制卷筒绞盘电机和排线电机协同工作，实现有序排线。[0017]本发明设置了用于夹紧无人机系留缆的夹紧装置，通过聚氨酯制成的夹紧辊体给系留缆施加摩擦阻尼，当无人机由于刮风等外力干扰发生瞬时姿态转换导致系留缆松弛时，由于夹紧辊体的阻尼隔离，卷筒上的系留缆不会发生瞬时涨线、乱线。附图说明[0018]图1为本发明整体结构示意图。[0019]图2为本发明的排线座及相关附属结构示意图。[0020]图3为本发明的出线回转套结构剖视图。[0021]图4为本发明的导向轮结构剖视图。[0022]图5为本发明的夹紧装置结构剖视图。[0023]图中：1-滑台左支架，2-滑台右支架，3-直线滑台，4-电机，5-同步带，6-限位开关，7-张力传感器，8-出线回转套，9-导向轮，10-夹紧装置，11-排线座，12-限位开关感应块，13-出线回转轴承，14-轴承套，15-导向滚动轴承，101-夹紧辊体，102-夹紧辊轴，103-辊体轴承， 104-滑块，105-推杆，106-调节弹簧，107-调节螺钉。具体实施方式[0024]本发明一种用于无人机系留缆收放的排线装置，包括直线滑台3及固定设置在直线滑台3两端的滑台左支架1和滑台右支架2；所述直线滑台3上设置有排线座11，所述排线座11内转动设置有用于改变无人机系留缆方向的导向轮9，所述导向轮9的周面上设置有用于容纳无人机系留缆的环槽，排线座11顶部固定设置有出线回转套8，排线座11上还设置有用于夹紧无人机系留缆的夹紧装置10；所述导向轮9设置在夹紧装置10和出线回转套8之间的区域；无人机系留缆经夹紧装置10伸入排线座11内，并经过导向轮9后从出线回转套8伸出；所述排线座11通过驱动装置滑动设置在直线滑台3上。[0025]夹紧装置10包括两个夹紧辊轴102，所述夹紧辊轴102上均转动连接有夹紧辊体101，所述排线座11上设置有夹紧滑槽，所述夹紧辊轴102均竖直设置，且一端伸入夹紧滑槽并与夹紧滑槽滑动相连；还包括两个夹紧调节装置，两个夹紧辊轴102设置在两个夹紧调节装置之间的区域，且夹紧调节装置推动两个夹紧辊轴102相互靠近，所述夹紧装置10与排线座11固定相连。[0026]排线座11上设置有两个夹紧滑槽，两个夹紧滑槽的中心线位于同一直线上，且与导向轮9的中心轴线平行；两个夹紧辊轴102分别通滑动设置在两个夹紧滑槽内，所述夹紧装置10分别伸入夹紧滑槽内，并与所在夹紧滑槽内的夹紧辊轴102相抵。[0027]夹紧装置10包括中心轴线位于同一直线上的调节螺钉107、调节弹簧106及推杆105，所述调节螺钉107与排线座11固定相连，所述推杆105的一端伸入夹紧滑槽内与夹紧辊轴102相抵，另一端与调节弹簧106固定相连，调节弹簧106远离推杆105的一端与调节螺钉107相连；所述推杆105的中心轴线与所连接的夹紧辊轴102的中心轴线垂直；两个夹紧装置10上推杆105的中心轴线位于同一直线上。[0028]夹紧辊体101均通过辊体轴承103与夹紧辊轴102相连。[0029]夹紧辊体101为聚氨酯制成的。[0030]出线回转套8中心处设置有用于无人机系留缆伸出的锥形伸出孔，所述伸出孔朝向导向轮9一端的开口的直径小于另一端开口的直径，且两个开口通过弧形曲面相连形成伸出孔；所述出线回转套8上设置有环形连接端，所述出线回转套8通过套接在环形连接套外的出线回转轴承13及轴承套14与排线座11转动相连。[0031]还包括张力传感器7，所述张力传感器7上设置有主轴，所述主轴水平设置，且与排线座11固定相连，所述导向轮9通过导向滚动轴承15与主轴转动相连。[0032]直线滑台3上转动设置有一丝杠，所述排线座11上固定设置有滑动螺母，滑动螺母套接在丝杠上，并与丝杠螺纹相连；所述驱动装置为电机4，所述电机4通过减速机连接有一同步轮，丝杠的一端也设置有同步轮，两个同步轮通过同步带5相连。[0033]滑台左支架1和滑台右支架2上分别设置有一限位开关6，所述排线座11上对应限位开关6的位置设置有限位开关感应块12。[0034]参考图1、图2，电机4为具有反馈功能的电机4，电机4和减速装置安装在滑台左支架1所预留的安装法兰处；电机4通过同步带5把运动和动力传递到直线滑台3，直线滑台3把电机4的旋转运动输入转化为直线运动；在滑台左支架1和滑台右支架2上表面各设置了一个限位开关6，防止排线座11超行程冲击滑台左支架1和滑台右支架2；限位开关感应块12安装在排线座11下部预留凹槽处，限位开关感应块12随着排线座11一起运动，当限位开关感应块12接近限位开关6时，限位开关6向控制系统输出报警信号，控制系统立即停止排线运动或立即换向；导向轮9安装在排线座11预留中心孔上，张力传感器7的主轴充当导向轮9的旋转主轴；出线回转套8安装在排线座11顶部，在导向轮9的上部，导向轮9上缠绕的系留缆通过出线回转套8中心锥形孔伸出并与无人机相连；夹紧装置10设置在排线座11下方，从导向轮9缠绕而下的无人机系留缆通过两个夹紧辊体101之间的空隙到达储缆卷筒，夹紧弹簧通过施加正压力向系留缆提供滚动摩擦力；具体实施时，参考图3，张力传感器7和排线座11通过螺纹连接固定，在张力传感器7的主轴和导向轮9之间安装了导向滚动轴承15，导向轮9绕张力传感器7的主轴旋转，实现系留缆的角度转换和导向，当无人机系留缆拉紧时，导向轮9向张力传感器7施加偏心力矩，张力传感器7向控制系统输出张力变化信号；具体实施时，参考图4，出线回转套8为剖分式结构，加工好后从中间分开，方便维修穿线，出线回转套8中心面为圆弧锥形面，半径不小于系留缆最小折弯半径，和排线座11之间设置了出线回转轴承13，通过轴承套14和排线座11固连，当无人机和出线回转套8成某一角度飞行时，带动出线回转套8转动，最大程度减小滑动摩擦；具体实施时，参考图5，聚氨酯制成的夹紧辊体101绕夹紧辊轴102转动，夹紧辊轴102安装在滑块104上，和滑块104一起运动，在排线座11下部预留了滑块104的夹紧滑槽，滑块104可在夹紧滑槽内往复运动，推杆105和滑块104接触，夹紧弹簧压缩弹力通过推杆105传递到滑块104上，最终转化为夹紧辊轴102对无人机系留缆的压紧阻尼，通过旋转调节螺钉107可实现对夹紧弹簧弹力的微调；综上，本发明的工作原理是：电机4通过同步带5驱动直线滑台3带动排线座11实现直线往复运动，排线座11上集成了出线回转套8、导向轮9和夹紧装置10，无人机系留缆从储缆卷筒出线后先经过夹紧装置10到达导向轮9，从导向轮9卷绕后最终从出线回转套8穿出连接系留无人机；出线回转套8能够实现全向出线，夹紧装置10能够给无人机系留缆提供合适的夹紧摩擦力，保证绕线卷筒上卷绕的系留缆不会因飞行器的状态突变而涨线、乱线。[0035]本发明与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明独立使用一个驱动电机4，通过控制电机4输出转速实现排线进给量动态可调，同一排线装置能适应多种线径的系留缆和多层缠绕卷筒收放，只需调整软件参数即可实现，适应性更强，排线进给量更准确，排线更整齐。[0036]本发明使用了带有出线回转轴承13的出线回转套8，尽量减小系留缆和出现套之间的滑动摩擦，使得张力传感器7实时获得已放出的系留缆上的张力变化，将张力值反馈给主控单元，控制卷筒绞盘电机4和排线电机4协同工作，实现有序排线。[0037]本发明设置了用于夹紧无人机系留缆的夹紧装置10，通过聚氨酯制成的夹紧辊体101给系留缆施加摩擦阻尼，当无人机由于刮风等外力干扰发生瞬时姿态转换导致系留缆松弛时，由于夹紧辊体101的阻尼隔离，卷筒上的系留缆不会发生瞬时涨线、乱线。