爬缆机构及采用爬缆机构进行供油实现自发电的系留气球的制作方法

本发明涉及飞行器技术领域，尤其涉及一种爬缆机构及采用爬缆机构进行供油实现自发电的系留气球。

背景技术：

系留气球是一种轻于空气的航空器，自其诞生之日起, 就受到了人们的青睐。系留气球具有留空时间长 、覆盖面积大、能源消耗低、便于拆收、机动性强的特点。系留气球可以在高空中长时间停留,可用于天气观测 、预报 , 也可用于对飞行器的监测等。系留气球除了用于气象预报、飞行器监测 、广播通讯 、地形测绘等业务外, 还可以进行低空预警,特别是把系留气球作为边防、海防的空中监测平台 ,以及用于反恐监测，都是一种极好的选择。目前国内系留气球的升空高度仅仅达到3000米，连续工作时间仅仅数天；主要原因是在对设备进行供电是采用的光电复合缆绳，由于光电复合缆绳自身很重，一个数千立方的球体配置的主缆绳往往达到1-2T/km，缆绳重量的增加，造成球体体积增大，形成恶性的递增关系，当达系留气球到达3000米高度时，往往需要将体积做到8000-10000立方米，而有效载荷仅仅300kg左右，不仅成本增加而且阻碍其向高空迈进。

技术实现要素：

为了解决以上现有技术中存在的技术问题，本发明提出了如下技术方案：

一种爬缆机构，包括支撑架、若干摩擦轮，若干所述摩擦轮安装在所述支撑架的一侧且沿一轴线左右交错布置，两两摩擦轮之间形成一个用于夹紧主缆绳的夹紧区；任一摩擦轮连接有用于给其提供旋转动力的正反转电机，通过动力传动单元将旋转动力传递给其它摩擦轮。。

进一步地，所述摩擦轮的侧面设有用于防止缆绳脱落的环形槽，所述环形槽的表面上设有防滑橡胶层。

进一步地，所述动力传动单元包括若干相啮合的齿轮，所述齿轮固定在摩擦轮的一端或两端，通过齿轮传动将任一摩擦轮的旋转动力传递给其它摩擦轮。

一种采用爬缆机构进行供油实现自发电的系留气球，包括球体、和系留气球连接的主缆绳，所述球体上安装有球载油箱、和球载油箱连接的油泵、通过球载油箱供油进行发电的发电机，还包括安装在主缆绳上用于进行运输工作的爬缆机构，所述爬缆机构上安装有送油油箱，所述油泵和输油管的一端连接，所述输油管的另一端和配重油管的一端连接，所述配重油管通过安装在主缆绳上的输油管支架进行固定；还包括控制单元，用于当爬缆机构达到指定位置时，控制爬缆机构停止移动，且控制油泵通过油管从送油油箱中吸油，当油箱中的油低于指定位置时，控制油泵停止运转。

进一步地，所述送油油箱和所述爬缆机构做固定连接。进一步地，所述输油管支架包括轴、滚动轴承、油管支撑件，所述轴套装且固定在主缆绳上，滚动轴承的内圈和轴做固定连接、油管支撑件和滚动轴承的外圈做固定连接使得油管支撑件可以绕所述轴沿圆周转动，所述配重油管和所述油管支撑件做固定连接。

进一步地，所述油箱顶部开口处安装有方便配重油管另一端伸入到油箱中的喇叭口。

相对于现有技术，本发明的有益效果为

1、爬缆机构可以将油箱、球载设备等被搭载物送到高空中；

2、系留气球通过爬缆机构供油，通过球体自带发电机发电给设备供电，省掉采用电缆输电增加的电缆重量、大大降低了系留气球的负重，使得系留气球的体积可以缩减数倍，降低了购买、制造系留气球的成本，也有利于系留气球向更高空迈进。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1为爬缆机构的第一整体结构示意图；

图2为爬缆机构的第二整体机构示意图；

图3为采用爬缆机构进行供油实现自发电的系留气球的整体结构示意图；

图4为图3中A部分的局部放大图；

图5为控制系统的电路结构示意图。

具体实施方式：

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细说明：

如图1、图2所示，一种爬缆机构，包括支撑架1、若干摩擦轮2，若干所述摩擦轮安装在所述支撑架的一侧且沿一轴线左右交错布置，两两摩擦轮之间形成一个用于夹紧主缆绳的夹紧区4；任一摩擦轮连接有用于给其提供旋转动力的正反装电机5，通过动力传递单元将旋转动力传递给其它摩擦轮。主缆绳依次穿过两两摩擦轮之间的夹紧区，摩擦轮交错设置使得主缆绳和摩擦轮之间摩擦力增强，即便爬缆机构携带重物也不会轻易脱落，当电机正转时爬缆机构可以携带重物顺着主缆绳向上移动，当电机反转时，爬缆机构顺着主缆绳做回程运动。

所述动力传动单元包括若干相啮合的齿轮3，所述齿轮固定在摩擦轮的一端或两端，通过齿轮传动将任一摩擦轮的旋转动力传递给其它摩擦轮。

在此说明，动力传递单元不限于齿轮传动，链传动、带传动等任何能实现该功能的机械传动方式都属于本发明所要保护的范围，机械传动方式为本领域技术人员所熟知，具体如何实现，在此不必赘述。

本发明的一个实施例，所述摩擦轮的侧面沿着摩擦轮的圆周设有用于防止缆绳脱落的环形槽7，所述环形槽的表面上设有防滑橡胶层（图中未示出），进一步的增加了主缆绳和摩擦轮之间的摩擦力。

如图3、图4所示，一种采用爬缆机构进行供油实现自发电的系留气球，包括球体8、和系留气球连接的主缆绳9，所述球体上安装有球载油箱11 、和球载油箱连接的油泵12、通过球载油箱供油进行发电的发电机13，还包括安装在主缆绳上用于进行运输工作的爬缆机构14，所述爬缆机构上安装有送油油箱15，所述油泵和输油管16的一端连接，所述输油管的另一端和配重油管17的一端连接，所述配重油管通过安装在主缆绳上的的输油管支架18进行固定；所述配重油管为重量较高的金属管。

还包括控制单元，用于当爬缆机构达到指定位置时，控制爬缆机构停止移动，且控制油泵通过油管从送油油箱中吸油，当油箱中的油低于指定位置时，控制油泵关闭运转。

本发明的一个实施例，控制单元包括位于球体缆绳集结的下方且安装在主缆绳上的触碰块19、安装在爬缆机构上的限位开关20、安装在送油油箱底端用于检测油量的液位传感器22、用于控制油泵启闭的油泵开关21。爬缆机构向上移动，首先配重油管另一端从送油油箱顶部开口处伸入到送油油箱中，达到一定位置时，限位开关触碰到触碰块，控制爬缆机构停止运动且发送电信号给油泵开关，油泵开始运转，通过油管将送油油箱中的油输送到球载油箱中，当送油油箱中的油量低于液位传感器的位置时发送电信号给油泵开关，油泵停止运转，供油过程结束。

本发明的一个实施例，所述送油油箱和所述爬缆机构做固定连接。在高空气流的作用下，爬缆机构和安装在输油管支撑架上的配重油管都会发生一定的倾斜，由于油箱和爬缆机构做固定连接，因此油箱在高空气流的作用下会和配重油管发生同样角度的倾斜，方便了配重油管和送油油箱顶部开口的对接。

本发明的一个实施例，所述输油管支架包括轴23、滚动轴承24、油管支撑件25，所述轴套装且固定在主缆绳上，滚动轴承的内圈和轴做固定连接、油管支撑件和滚动轴承的外圈做固定连接使得油管支撑件可以绕所述轴沿圆周转动，所述配重油管和所述油管支撑件做固定连接。系留气球升到高空后，在一定范围内滞留或者移动，由于高空气流的作用，主缆绳会不可预测的向某个角度倾斜，爬缆机构携带着油箱，由于自身较重，所以会在主缆绳上做一定翻转，通过上述结构的描述可知，由于配重油管较重，当轴随着主缆绳发生倾斜时，固定在油管支撑件上的配重油管也会相对于主缆绳发生一定的翻转，翻转程度和油箱一致，进一步保证了配重油管和送油油箱顶部开口对接的准确性。

本发明的一个实施例，所述油箱顶部开口处安装有方便配重油管另一端伸入到油箱中的喇叭口26。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。