一种系留无人机的线路支撑结构的制作方法

本发明涉及无人机供电设备的技术领域，尤其是涉及一种系留无人机的线路支撑结构。

背景技术：

系留无人机是将无人机和系留综合缆绳结合起来实现的无人机系统，系留无人机通过光电综合缆绳传输电能，使无人机可以不受电能限制而长时间停留在空中，其结构大小、制作材料可以根据应用需求来灵活设计，且机动性能强，根据应用场景的不同，系留无人机系统分为地面固定式、车载移动式和舰载移动式，三种工作方式很好的满足了各种工作环境的需求。

公告号为cn205294508u的中国专利公开了一种系留无人机供电自动收放线机构，包括机架、光电传感器、传感器控制杆、收线驱动电机、绕线辊轴和输电线，绕线辊轴通过传动轴安装在机架的中间位置，机架最右端的传动轴上安装有过电滑环，收线驱动电机安装在机架的底部，收线驱动电机的输出轴与传动轴之间设有皮带，光电传感器设有两个，两个光电传感器安装在绕线辊轴两侧下方的机架上，传感器控制杆铰接在光电传感器下方的机架上，传感器控制杆的上端安装有限位器，绕线辊轴通过输电线连接无人机，收线驱动电机上还安装有继电器。

该种系留无人机供电自动收放线机构利用传感器控制杆在输电线松弛时由于本身的重力而下落，随后传感器控制杆即可阻挡光电传感器，光电传感器即可输出电压给继电器，继电器接收收线驱动电机电源后，收线驱动电机即可带动绕线辊轴转动，最终即可实现收线。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：由于机架本身放在地面上，绕线辊轴距离地面较低，输电线离开机架时距离地面较低，人在路过机架时很可能会被输电线绊到，影响无人机的正常飞行和人的安全。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种系留无人机的线路支撑结构，通过驱动机构带动伸缩件改变高度，从而将输电线的高度抬高，增加了输电线离开机架时与地面的距离，从而大大降低了人被电线绊到的概率，提高无人机飞行的稳定性。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种系留无人机的线路支撑结构，包括机架，所述机架上设置有绕线辊轴，所述机架上设置有可改变高度的伸缩件、与所述伸缩件连接且用于带动所述伸缩件伸缩的驱动机构，输电线绕过所述伸缩件。

通过采用上述技术方案，驱动机构带动伸缩件改变高度，从而将输电线的高度抬高，增加了输电线离开机架时与地面的距离，从而大大降低了人被电线绊到的概率，提高无人机飞行的稳定性。

优选的，所述伸缩件包括若干个伸缩管，相邻所述伸缩管的首端和尾端依次套接，所述驱动机构与最上方的所述伸缩管的首端连接，输电线绕过最上方的所述伸缩管的首端。

通过采用上述技术方案，当需要上升时，驱动机构带动最上方的伸缩管上升，然后相连的伸缩管依次上升，实现了伸缩件整体高度的提升，最终将输电线离开机架时的高度抬升。

优选的，所述驱动机构包括安装在所述机架上的输送组件、设置在所述机架上且与所述输送组件连接的铁丝，所述铁丝穿入所述伸缩管内并与最上方的所述伸缩管的首端连接。

通过采用上述技术方案，当需要提高高度时，输送组件带动铁丝运送，增加伸入伸缩管内的长度，将伸缩管顶起，实现了输电线离开延伸架时距离地面高度的增加。

优选的，所述输送组件包括安装在所述机架上的安装座、安装在所述安装座上的驱动电机、安装在所述驱动电机的输出轴上的驱动齿、转动安装在所述安装座上的联动齿，所述驱动齿的齿面和所述联动齿的齿面均开设有抵紧环槽，所述驱动齿的抵紧环槽和所述联动齿的抵紧环槽形成可供所述铁丝穿过且夹紧所述铁丝的空间。

通过采用上述技术方案，驱动电机带动驱动齿转动，由于驱动齿和联动齿夹紧铁丝，因此驱动齿可以带动铁丝运动，同时联动齿在铁丝的带动下也同步转动，从而实现对铁丝的输送。

优选的，在所述伸缩管外的所述铁丝外套设有限位管套，所述限位管套设置在所述机架上，且所述限位管套不穿过所述驱动齿的抵紧环槽和所述联动齿的抵紧环槽形成的空间。

通过采用上述技术方案，当伸缩管回缩后，铁丝也会被拉回到限位管套内，使得铁丝不会在机架上随意穿梭，影响机架上的线路及其他原件；同时可减少空气对铁丝的影响，提高铁丝的实用寿命。

优选的，所述机架上设置与所述限位管套连接的检测组件，所述检测组件包括安装在所述机架上的第一固定架和第二固定架、设置在所述第一固定架上的终止光电、设置在所述第二固定架上的极限光电，所述第一固定架与所述限位管套远离所述驱动电机一端连接，所述第二固定架与所述限位管套另一端连接，所述铁丝穿过所述第一固定架和所述第二固定架，所述终止光电和所述极限光电均与所述驱动电机电连接且用于检测所述铁丝。

通过采用上述技术方案，当伸缩管需要上升时，工作人员开启驱动电机，输送铁丝，过程中极限光电始终能检测到铁丝，终止光电未能检测到铁丝；当伸缩管上升完成时，铁丝末端恰好脱离极限光电，极限光电会发送电信号给驱动电机，驱动电机停止转动，即完成上升过程。当伸缩管需要下降时，工作人员开启驱动电机，输回铁丝，过程中极限光电始终能检测到铁丝，终止光电未能检测到铁丝；当伸缩管下降完成时，铁丝恰好能被终止光电检测到，终止光电会给驱动电机发送电信号，驱动电机会停止转动，即完成下降过程。通过终止光电和极限光电的设置，使停止上升和停止下降的过程无需人为操作，节省了工作人员时间，简化了操作，提高了效率。

优选的，最上方的所述伸缩管首端可拆卸设置有固定座，所述固定座上设置有延伸架，输电线绕过所述延伸架远离所述固定座一端；所述固定座朝向所述伸缩管一侧设置有若干个弹性夹片，所述铁丝伸入所述伸缩管内并被所述弹性夹片夹持。

通过采用上述技术方案，在安装时，先将铁丝拉出伸缩管外，将铁丝插入到弹性夹片之间固定，然后将固定座安装在伸缩管上，完成对铁丝的固定。且由于无人机在使用时，其升降速度均较快，若输电线紧贴伸缩管，则输电线会与伸缩管之间高速摩擦，高速摩擦之后会产生较多热量，则会割坏伸缩管和输电线，从而会降低伸缩管和输电线的使用寿命。通过延伸架的设置，输电线从远离伸缩管的延伸架出去，将输电线与伸缩杆之间的距离增大，大大降低输电线与伸缩管的接触机会，从而起到保护伸缩管和输电线的作用，延长伸缩管和输电线的使用寿命。

优选的，所述固定座朝向所述伸缩管一侧设置有与所述弹性夹片对应的弹性抵紧片，所述弹性抵紧片远离所述固定座一端形成的圆的直径大于最上方的所述伸缩管的内径，且在所述弹性抵紧片与所述弹性夹片之间设置有弹性片。

通过采用上述技术方案，当需要将固定座安装到伸缩管上时，先将弹性抵紧片远离固定座一端按拢，然后插入到伸缩管中，由于弹性抵紧片按弯之后具有弹性回复力，因此弹性抵紧片能抵紧伸缩管的内壁，实现固定座的固定。当伸缩管需要下降时，驱动电机会牵引铁丝下降，驱动电机启动一瞬间对铁丝的拉力会突然增加，铁丝可能会出现从弹性夹片脱离的风险。因此设置了弹性片，当弹性抵紧片被按弯之后，弹性片也会发生弯曲，从而弹性片会有弹性回复力作用在弹性抵紧片和弹性片上，从而提高了弹性片对铁丝的压力，增加了铁丝与弹性夹片之间的摩擦力，从而可降低铁丝被拉出的概率。

优选的，所述延伸架水平转动安装在所述固定座上，且所述延伸架远离所述固定座一端转动设置有若干个限位轮，输电线从所述限位轮之间穿过。

通过采用上述技术方案，输电线从限位轮之间穿过，使输电线与延伸架之间的滑动摩擦变成滚动摩擦，从而可大大降低延伸架与输电线之间的摩擦，进一步降低了输电线磨损的程度，从而可延长输电线的使用寿命。且延伸架的转动设置可使输电线能始终沿限位轮滚动，即使无人机的方向改变，延伸架依旧能转动至与无人机同一方向，从而可减小输电线的摩擦力。

优选的，两个所述限位轮均通过转轴转动安装在所述延伸架上，两个所述限位轮之间的所述延伸架上开设有可将输电线移出的缺口，其中一个所述限位轮的转轴上转动安装有与另一个所述限位轮的转轴扣接配合的闭合片，所述闭合片可弯曲。

通过采用上述技术方案，两个限位轮之间的空间可能小于输电线与无人机的接头体积，使得在将输电线从两个限位轮之间取出时较为麻烦。通过缺口和闭合片的设置，当需要取出时，将闭合片转开即可将输电线管取出；当将输电线引入两个限位轮之间后，再转动闭合片将闭合片与转轴扣接配合，将输电线限制在两个限位轮和延伸架形成的空间内。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

1、通过驱动机构带动伸缩件改变高度，从而将输电线的高度抬高，增加了输电线离开机架时与地面的距离，从而大大降低了人被电线绊到的概率，提高无人机飞行的稳定性；

2、通过终止光电和极限光电的设置，使停止上升和停止下降的过程无需人为操作，节省了工作人员时间，简化了操作，提高了效率；

3、通过延伸架的设置，输电线从远离伸缩管的延伸架出去，将输电线与伸缩杆之间的距离增大，大大降低输电线与伸缩管的接触机会，从而起到保护伸缩管和输电线的作用，延长伸缩管和输电线的使用寿命。

附图说明

图1是实施例一的立体结构的示意图（一）；

图2是实施例一的立体结构的示意图（二）；

图3是图2中的a部放大示意图；

图4是实施例一的局部爆炸图，图中将输送组件和最上方的伸缩管首端的结构爆炸；

图5是图4中b部分的放大示意图；

图6是图4中c部分的放大示意图；

图7是实施例二的局部爆炸图，图中将伸缩管和驱动结构爆炸；

图8是图7中d部分的放大示意图。

附图标记：1、机架；11、绕线辊轴；12、输电线；13、固定片；14、固定框；15、支柱；16、导柱；17、支撑座；18、支架；19、动力电机；2、伸缩管；21、固定座；211、弹性夹片；212、弹性抵紧片；213、弹性片；214、固定筒；215、固定盘；216、限位螺栓；22、延伸架；221、固定环；222、支撑板；223、连接杆；23、限位轮；24、转轴；25、闭合片；251、扣孔；3、铁丝；4、输送组件；41、安装座；411、夹板；412、支撑柱；42、驱动电机；43、驱动齿；44、联动齿；45、抵紧环槽；5、限位管套；61、第一固定架；62、第二固定架；63、终止光电；64、极限光电；7、导向组件；71、升降块；72、导向轮；73、缓冲环；74、检测开关；811、卡接孔；812、容置孔；813、限位带；821、弹性支撑片；822、卡接块；9、纠偏机构；91、驱动杆；911、螺旋凹槽；92、引线架；921、引导螺栓；922、导线环；93、导向杆。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细描述。

实施例一：

本实施例中的极限光电64、终止光电63和检测开关74均采用sn04-y交流二线式方形接近开关。

一种系留无人机的线路支撑结构，参照图1，包括机架1，机架1包括两个呈平行设置的固定框14和固定连接两个固定框14的支柱15，下方的固定框14上固定设置有支架18，支架18上转动安装有绕线辊轴11，绕线辊轴11位于两个固定框14之间；支架18上且背离绕线辊轴11一侧固定设置有动力电机19，动力电机19的输出轴与绕线辊轴11的转动轴固定连接，输电线12缠绕在绕线辊轴11上。

参照图2，两个固定框14之间固定连接有呈竖向的导柱16，下方的固定框14上设置有导向组件7，导向组件7包括升降块71和两个导向轮72，升降块71滑移设置在导柱16上；在上方的固定框14和升降块71之间的导柱16上套设有缓冲环73，缓冲环73采用橡胶制成；两个导向轮72间隔转动安装在升降块71上，且两个导向轮72之间可供输电线12穿过。在下方的固定框14上还固定设置有检测开关74，用于检测升降块71，且与动力电机19电连接。

参照图3，在上方的固定框14的下表面且位于绕线辊轴11与导柱16之间设置有纠偏机构9，纠偏机构9包括驱动杆91、引线架92和导向杆93。上方的固定框14的下表面固定设置有支撑座17（见图2），驱动杆91两端转动架设在支撑座17上，且驱动杆91一端与绕线辊轴11的转动轴通过皮带传动；驱动杆91开设有两个呈反向的螺旋凹槽911，且两个螺旋凹槽911的首端和尾端连通。

导向杆93一端固定设置在支撑座17上，且导向杆93的轴向与驱动杆91的轴向平行。引线架92滑移设置在导向杆93和驱动杆91上，在引线架92上设置有滑杆，滑杆包括引导螺栓921，引导螺栓921螺纹安装在引线架92上，且引导螺栓921的螺柱穿过引线架92与螺旋凹槽911滑移配合，以实现引线架92的往复运动。

在引线架92上嵌设有导线环922，导线环922的开口边缘呈弧形，输电线12从导线环922中间穿过。

参照图4，在机架1上还设置有伸缩件和驱动机构，伸缩件包括多个伸缩管2，本实施例采用三个伸缩管2；机架1上通过螺钉安装有固定片13，最外部的伸缩管2通过固定片13固定设置在机架1上，相邻伸缩管2的首端和尾端依次套接形成可伸缩的结构，在机架1上伸缩管2呈竖向设置，且三个伸缩管2的最高高度超过2米。

参照图5，在最上方的伸缩管2首端可拆卸设置有固定座21，固定座21朝向伸缩管2一侧固定设置有三个弹性抵紧片212，三个弹性抵紧片212分布在同一个圆上，且三个弹性抵紧片212与固定座21的连接端形成的圆的直径与最上方的伸缩管2的内径相同，同时三个弹性抵紧片212远离固定座21一端形成的圆的直径大于最上方的伸缩管2的内径。

在固定座21朝向伸缩管2一侧的中间位置固定设置有三个弹性夹片211，三个弹性夹片211与三个弹性抵紧片212的位置相对应，在弹性抵紧片212与弹性夹片211之间还固定设置有弹性片213。当三个弹性抵紧片212被按拢插进伸缩管2时，弹性片213会被压弯，弹性片213两端会抵紧弹性抵紧片212和弹性夹片211。

在固定座21背离伸缩管2一侧的中间位置固定设置有设有内螺纹的固定筒214，固定筒214转动套接安装有可水平转动的延伸架22，延伸架22包括转动套设在固定筒214上的固定环221、两个一端通过螺栓安装在固定环221侧壁上且呈平行设置的支撑板222和固定连接两个支撑板222的连接杆223。在固定筒214上放置有直径大于固定筒214外径的固定盘215，固定筒214螺纹安装有限位螺栓216，限位螺栓216穿过固定盘215中心将固定盘215固定在固定筒214上。

两个支撑板222的另一端通过转轴24间隔转动安装有两个限位轮23，转轴24均突出支撑板222。输电线12从两个导向轮72出来之后从两个限位轮23之间穿过，再连接到无人机上。

考虑到输电线12与无人机的连接端的端头可能较大，直接从两个限位轮23和两个支撑板222之间穿过较为不便。因此在两个限位轮23之间的一侧的支撑板222上开设有可将输电线12移出的缺口，在其中一个限位轮23的转轴24上转动设置有可弯曲的闭合片25，闭合片25设置在突出支撑板222外的转轴24上，且闭合片25与支撑板222侧壁贴合转动；闭合片25上开设有可以与另一个转轴24突出支撑板222一端扣接配合的扣孔251。当输电线12放入两个限位轮23之间时，转动闭合片25，将扣孔251扣接配合在另一个转轴24上。

参照图4和图6，驱动机构包括输送组件4和铁丝3，输送组件4包括安装座41、驱动电机42、驱动齿43和联动齿44。安装座41包括两个呈间隔平行设置的夹板411和固定设置在两个夹板411之间的支撑柱412，其中一个夹板411作为底板固定设置在机架1上；驱动电机42固定设置在远离机架1的夹板411上，且驱动电机42的输出轴穿过夹板411伸入到两个夹板411之间，驱动齿43固定设置在两个夹板411之间的驱动电机42的输出轴上；联动齿44通过销轴转动安装在两个夹板411之间，且联动齿44与驱动齿43间隔一定距离，且两者的转动中心平行。驱动齿43的齿面和联动齿44的齿面在同一水平位置均开设有截面为弧形的抵紧环槽45。

在伸缩管2外的机架1上固定设置有限位管套5，限位管套5一端靠近驱动电机42，限位管套5另一端远离驱动电机42，且限位管套5呈卷曲状设置在机架1上，减小占用面积；铁丝3一端伸入伸缩管2的空腔内且被三个弹性夹片211夹住固定，铁丝3另一端穿过联动齿44的抵紧环槽45和驱动齿43的抵紧环槽45之间伸入到限位管套5内，且铁丝3穿过联动齿44和驱动齿43时被两者的抵紧环槽45夹紧。

在伸缩管2和驱动电机42之间的机架1上也固定设置有限位管套5，铁丝3从联动齿44和驱动齿43之间穿过后先进入伸缩管2和驱动电机42之间的限位管套5，再进入到伸缩管2内。

参照图4，在下方的固定框14上还设置有检测组件，检测组件包括第一固定架61、第二固定架62、终止光电63和极限光电64，终止光电63和极限光电64均与驱动电机42电连接。第一固定架61固定设置在下方的固定框14上，且与限位管套5远离驱动电机42一端固定连接，终止光电63固定设置在第一固定架61上，铁丝3穿过第一固定架61与终止光电63感应；第二固定架62固定设置在下方的固定框14上，且与限位管套5靠近驱动电机42一端固定连接，极限光电64固定设置在第二固定架62上，铁丝3从限位管套5伸出后先穿过第二固定架62，再穿过驱动齿43和联动齿44，极限光电64感应从第二固定架62穿过的铁丝3。

本实施例的工作原理：

安装时，拔下固定座21，先将铁丝3一端穿过驱动齿43和联动齿44，再伸入到第一固定架61和第二固定架62之间的限位管套5内；铁丝3另一端穿过伸缩管2和驱动电机42之间的限位管套5内，再穿入伸缩管2内并穿过，将铁丝3这端夹到三个弹性夹片211之间，然后按拢三个弹性抵紧片212，将三个弹性抵紧片212插入到最上方的伸缩管2首端，完成铁丝3的安装。

使用时，启动驱动电机42，驱动电机42将铁丝3从限位管套5中牵引出，并推入伸缩管2内，里面两个的伸缩管2在铁丝3的推动下上升，当伸缩管2上升到顶无法再继续上升时，极限光电64恰好检测不到铁丝3，极限光电64会发送电信号给驱动电机42，驱动电机42停止运作，完成升降。此时，限位轮23已在高处，输电线12从绕线辊轴11出来之后直接往机架1上方的限位轮23之间通过，使得离开机架1时，输电线12距离地面的高度大大增加。

然后动力电机19启动，将输电线12从绕线辊轴11上退卷开，同时无人机起飞上升。使用过程中，当无人机靠近机架1后，输电线12有多余，输电线12下垂，升降块71沿导柱16下降，当检测开关74检测到升降块71时，检测开关74会给动力电机19发送电信号，动力电机19开始转动，绕线辊轴11在动力电机19的带动下开始收输电线12；同时驱动杆91也开始转动，引线架92在驱动杆91的带动下往复运动，将输电线12平铺在绕线辊轴11上。

当无人机使用完，需要回收时，即需要将伸缩管2缩回。工作人员启动驱动电机42，驱动电机42带动铁丝3运动，将铁丝3拉回，伸缩管2随着铁丝3的拉回而下降。当下降完成时，铁丝3接触到终止光电63，终止光电63感应到铁丝3，会发送电信号给驱动电机42，驱动电机42停止运作，完成伸缩管2的下降。

当需要将输电线12从支撑板222和限位轮23之间取出时，将闭合片25转出转轴24，打开缺口，即可将输电线12拿出。

实施例二：

一种系留无人机的线路支撑结构，参照图7和图8，与实施例一的区别在于：在最外面的伸缩管2和中间的伸缩管2的首端的侧壁上均开设有卡接孔811，在中间的伸缩管2和最里面的伸缩管2的尾端均开设有容置孔812，驱动机构设置在容置孔812上，驱动机构包括弹性支撑片821和卡接块822，弹性支撑片821固定连接在容置孔812上，且弹性支撑片821的外表面与伸缩管2的外表面平行，弹性支撑片821的厚度与伸缩管2的管壁厚度相同；且若其中一个伸缩管2完全缩回套在外面的伸缩管2时，该伸缩管2的尾端不会接触到套在外部的伸缩管2的弹性支撑片821。卡接块822呈半球状，且固定设置在弹性支撑片821远离与容置孔812孔壁连接一端，卡接块822突出所在的伸缩管2的外壁，且卡接块822能与套在外部的伸缩管2的卡接孔811卡接配合。

为了使伸缩管2在相互滑移伸长时，卡接块822始终能卡接到卡接孔811内，无需由于卡接孔811与卡接块822的错位再转动伸缩管2，伸缩管2管壁向内凹陷形成限位带813，且相邻伸缩管2的限位带813滑移配合。

本实施例的工作原理：

在三根伸缩管2没有拉出伸长时，卡接块822抵紧在套在外部的伸缩管2的内壁上。

使用时，将最里面的伸缩管2从中间的伸缩管2内拉出，当最里面的伸缩管2的卡接块822卡接到中间的伸缩管2的卡接孔811时，最里面的伸缩管2与中间的伸缩管2的位置相对固定，然后中间的伸缩管2在最里面的伸缩管2的带动下从最外面的伸缩管2内被拉出，当中间的伸缩管2的卡接块822卡接到最外面的伸缩管2的卡接孔811时，即完成三根伸缩管2的拉长。

当使用完成需要缩回时，将卡接块822按入所在的伸缩管2内，然后将伸缩管2拨回套在外面的伸缩管2。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。