一种小型高机动式系留气球平台系统的制作方法

本发明涉及系留气球技术领域，具体涉及一种小型高机动式系留气球平台系统。

背景技术：

系留气球是一种浮空器，它广泛应用于遥感通讯、环境监测、气象预报、低空预警等领域。经过国内外几十年的发展，系留气球已经形成一系列的规格体系，气球体积已经实现从几十立方米到几万立方米的阶梯式覆盖。不同规格的系留气球根据其升空高度及带载荷能力的大小又发挥着不同的用途。大型系留气球升空高度可达数千米，滞空时间达数十天，带载能力可达数吨；而小型系留气球升空可数百米，滞空时间可数十小时，带载能力可数公斤。同时，不同规格的系留气球的设计理念及方法并不完全一样。

近年来，随着社会经济的发展，各城市举办的大型活动越来越多，而现有的系留气球在城市中心等其他情况下因受制于地域及空间的限制，无法同时具备较高的机动性和较长的空中滞留时间，故无法搭载监控摄像设备在空中滞留数天以对安保工作提供有力的支持。

鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。

技术实现要素：

为解决上述技术缺陷，本发明采用的技术方案在于，提供一种小型高机动式系留气球平台系统，包括球上设备、系留缆绳、地面系留设备；所述地面系留设备通过所述系留缆绳与所述球上设备连接；所述系留缆绳具备电力和信号传输功能；所述地面系留设备通过所述系留缆绳控制所述球上设备的升降及监控数据的传输。

较佳的，所述球上设备包括囊体、系留拉索、成形拉索、载荷拉索；所述囊体底部设计有至少一个用于系留气球本体充气的充气孔；所述囊体通过所述充气孔充入气体后形成具有浮力的所述系留气球本体；所述充气孔具备打开和关闭功能，且密封性能良好；所述囊体在外表面120度位置处热合有均布的若干第一连接绳环；所述系留拉索、所述成形拉索和所述载荷拉索通过所述第一连接绳环连接固定在所述囊体上；所述系留拉索用于将所述系留气球本体在接近地面时收回所述系留气球本体。

较佳的，所述球上设备还包括帘布和帘布拉索，所述帘布与所述囊体通过尼龙搭扣粘接，所述帘布整体呈倒三角形，具有透风性能，所述帘布底部热合一第二连接绳环；所述帘布拉索通过所述第二连接绳环和所述帘布连接固定。

较佳的，所述球上设备还包括载荷安装架；所述载荷安装架呈三角形，包括一顶角和两底角；所述载荷安装架用于安装监控设备；所述载荷安装架的顶角处连接所述帘布拉索和三根所述成形拉索，在所述载荷安装架的两底角各连接一根所述载荷拉索。

较佳的，所述系留缆绳可传输光电信号；所述系留缆绳一端连接在所述载荷安装架的顶角处，另一端缠绕在所述地面系留设备上；所述载荷安装架上的所述监控设备与所述系留缆绳连接。

较佳的，所述地面系留设备包括锚泊圆环、系留支臂、拖车箱体；所述锚泊圆环底部设置有连接杆以固定连接在所述拖车箱体上，所述锚泊圆环和所述连接杆可拆卸，所述锚泊支臂铰接在所述锚泊圆环底部的连接杆上，所述锚泊支臂可绕所述连接杆转动。

较佳的，所述拖车箱体底部设置有拖车底盘；所述拖车底盘的牵引鹅颈具备高度调节能力；所述牵引鹅颈将所述地面系留设备与牵引车连接，在所述拖车底盘底部的四角处设置有支撑腿；所述支撑腿可转动90度以实现所述支撑腿在所述拖车底盘底部的收起和展开。

较佳的，所述拖车箱体内设置有氦气仪表盘、氦气管道、氦气瓶；所述氦气瓶设置为四个，对称布置在所述拖车箱体两侧，所述氦气瓶出气口朝向所述拖车箱体尾部，所述氦气管道从所述氦气瓶出气口沿所述拖车箱体内侧布置，所述氦气仪表盘安装在所述拖车箱体右前上部。

较佳的，所述地面系留设备还包括系留绞盘和缆绳收放装置，所述系留绞盘安装在所述系留支臂端部，由具备自锁功能的直流电机驱动，用于系留气球本体收回及锚泊固定；所述缆绳收放装置安装在所述拖车箱体内部，由具有自锁能力的交流电机驱动，具备自动排线功能，用于储存及释放所述系留缆绳。

较佳的，所述地面系留设备还包括电源系统、发电机、ups模块、控制配电箱；所述电源系统安装固定在所述拖车箱体右前下部；所述发电机安装固定于所述拖车箱体前中部；所述ups模块及所述控制配电箱安装固定在所述拖车箱体前左部。

与现有技术比较本发明的有益效果在于：本发明总体布局简洁紧凑，功能完备，集成化程度高；系留绞盘和缆绳收放装置的自动化设计使得整个系留气球系统的运行高效，自动化程度高；小型化的设计使得本系留气球平台系统具有极高的机动性能，气球收回只需半个小时，极大缩短了阵地转移所需时间；拖挂式及牵引高度可调节设计可适应不同的牵引车，适应能力强。

附图说明

图1为本发明所述小型高机动式系留气球平台系统的结构示意图；

图2为所述球上设备的结构示意图；

图3为所述地面系留设备的主视图；

图4为所述地面系留设备的后视图；

图5为本发明所述小型高机动式系留气球平台系统的运输状态示意图。

图中数字表示：

1-球上设备；2-系留缆绳；3-地面系留设备；11-囊体；12-帘布；13-系留拉索；14-帘布拉索；15-成形拉索；16-载荷拉索；17-载荷安装架；18-监控设备；19-充气孔；110-尼龙搭扣；111-第二连接绳环；31-锚泊圆环；32-系留支臂；33-拖车箱体；34-拖车底盘；35-支撑腿；36-氦气仪表盘；37-氦气管道；38-氦气瓶；39-系留绞盘；310-缆绳收放装置；311-电源系统；312-发电机；313-ups模块；314-控制配电箱。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

如图1所示，图1为本发明所述小型高机动式系留气球平台系统的结构示意图；本发明所述小型高机动式系留气球平台系统包括球上设备1、系留缆绳2、地面系留设备3。在系留气球升空工作时，所述球上设备1通过所述系留缆绳2牵引，可在所述系留缆绳2的限制下整体升空到一定高度。所述地面系留设备3通过所述系留缆绳2与所述球上设备1连接，控制着系留气球本体的升降。且所述地面系留设备3通过所述系留缆绳2向所述球上设备1提供所需电力和信号传输。

如图2所示，图2为所述球上设备的结构示意图；所述球上设备1包括囊体11、帘布12、系留拉索13、帘布拉索14、成形拉索15、载荷拉索16、载荷安装架17、监控设备18。

所述囊体11底部设计有至少一个用于系留气球本体充气的充气孔19；所述囊体11通过所述充气孔19充入气体后形成具有一定浮力的所述系留气球本体；所述充气孔19具备打开和关闭功能，密封性能良好；所述囊体11在外表面120度位置处热合有均布的若干第一连接绳环。所述系留拉索13、所述成形拉索15和所述载荷拉索16通过所述第一连接绳环连接固定在所述囊体11上。所述系留拉索13用于将所述系留气球本体在接近地面时收回所述系留气球本体。

所述帘布12与所述囊体11通过尼龙搭扣110粘接，用于调整系留气球航向；所述帘布12整体呈倒三角形，具有一定透风性能，所述帘布12底部热合一第二连接绳环111；所述帘布拉索14通过所述第二连接绳环111和所述帘布12连接固定。

所述载荷安装架17呈三角形，包括一顶角和两底角；所述载荷安装架17用于安装所述监控设备18；所述载荷安装架17的顶角处连接所述帘布拉索14和三根所述成形拉索15，在所述载荷安装架17的两底角各连接一根所述载荷拉索16。

所述系留缆绳2具有足够的强度，且能够传输光电信号；所述系留缆绳2一端连接在所述载荷安装架17的顶角处，另一端紧密有序的缠绕在缆绳收放装置310上；所述监控设备18安装在所述载荷安装架17上，所述监控设备18与所述系留缆绳2连接。

如图3和图4所示，图3为所述地面系留设备的主视图；图4为所述地面系留设备的后视图；所述地面系留设备3包括锚泊圆环31、系留支臂32、拖车箱体33、拖车底盘34、支撑腿35、氦气仪表盘36、氦气管道37、氦气瓶38、系留绞盘39、缆绳收放装置310、电源系统311、发电机312、ups模块313、控制配电箱314(ups，uninterruptiblepowersystem/uninterruptiblepowersupply，不间断电源)。

所述锚泊圆环31底部设置有连接杆以固定连接在所述拖车箱体33上，所述锚泊支臂32铰接在所述锚泊圆环31底部的连接杆上，所述锚泊圆环和所述连接杆可拆卸，所述锚泊支臂32可绕所述连接杆转动。

所述拖车底盘34的牵引鹅颈具备高度调节能力；所述牵引鹅颈用于与其他牵引车等动力部件连接，从而实现对所述地面系留设备3的移动运输。

所述支撑腿35安装固定在所述拖车底盘34底部的四角处，用于支撑所述地面系留设备3，使其具备一定的抗倾覆能力。所述支撑腿35能够转动90度以在所述拖车地盘34底部收起。

所述氦气瓶38为四个，对称布置在所述拖车箱体33两侧，用于在所述系留气球本体收回地面锚泊固定情况下补充所述系留气球本体内部的氦气。所述氦气瓶38出气口朝向所述拖车箱体33尾部，所述氦气管道37从所述氦气瓶38出气口沿所述拖车箱体33内侧布置，所述氦气仪表盘36安装在所述拖车箱体33右前上部。

所述系留绞盘39安装在所述系留支臂32端部，由具备自锁功能的直流电机驱动，用于系留气球本体收回及锚泊固定。

所述缆绳收放装置310安装在所述拖车箱体33内部，由具有自锁能力的交流电机驱动，具备自动排线功能，用于储存及释放所述系留缆绳2。

所述电源系统311安装固定在所述拖车箱体33右前下部；所述发电机312安装固定于所述拖车箱体33前中部；所述ups模块313及所述控制配电箱314安装固定在所述拖车箱体33前左部。

所述系留气球本体在升空工作时，所述系留绞盘39启动工作，将最初缠绕在所述系留绞盘39上的所述系留拉索13释放；当所述系留拉索13脱离所述系留绞盘39时，所述缆绳收放装置310启动工作，将缠绕的所述系留缆绳2有序释放，所述球上设备1升空。

所述系留气球本体在收回地面锚泊固定时，所述缆绳收放装置310启动工作，将释放的所述系留缆绳2有序缠绕收回；当所述系留拉索13端部可以接触到所述系留绞盘39时，所述缆绳收放装置310暂停工作；此时，分别将三根所述系留拉索13对应连接在三个所述系留绞盘39上，所述系留绞盘39启动工作，将所述系留拉索13缠绕收回，使得所述地面系留设备3通过所述系留拉索13对所述球上设备1系留固定，此时所述囊体11紧贴停靠在所述锚泊圆环31上，适当调整所述缆绳收放装置310上的所述系留缆绳2长度，完成所述系留气球本体收回锚泊。

如图5所示，图5为本发明所述小型高机动式系留气球平台系统的运输状态示意图；所述地面系留设备3在运输状态时，可将所述锚泊支臂32及所述支撑腿35收起并固定。

本发明所述小型高机动式系留气球平台系统具有以下技术优点：

(1)集成化程度高：本系留气球平台系统总体布局简洁紧凑，功能完备，集成化程度高；

(2)自动化程度高：系留绞盘和缆绳收放装置的自动化设计使得整个系留气球系统的运行高效，工作维护人员只需2到3人；

(3)高机动性：小型化的设计使得本系留气球平台系统具有极高的机动性能，气球收回只需半个小时，极大缩短了阵地转移所需时间；

(4)适应性强：拖挂式及牵引高度可调节设计可适应不同的牵引车，适应能力强。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。