一种多功能系留气球转接接头的制作方法

本发明属于系留式浮空器技术领域，涉及一种系留式浮空器系留附属设备，尤其是一种多功能系留气球转接接头。

背景技术：

系留式浮空器是一种通过自身浮力实现空中升浮，并由系留缆绳完成系统收放和稳定驻留的一种浮空平台，具有留空时间长，任务载荷大等诸多优点。

系留缆绳作为整个浮空器系统的关键部分，为浮空器提供能源和通信并将其与地面锚泊设备相连。

由于空中环境相对复杂，风速风向多变，致使浮空器的姿态经常发生变化，浮力和阻力无法准确测量，同时系留缆绳使用过程中易随浮空器发生扭曲和弯折，影响通信和电力的传输，不利于浮空器的长期驻留。

本领域因此需要一种新的浮空器转接接头，避免上述问题的发生。

技术实现要素：

为了解决系留缆绳工作时自转和浮空器姿态测量困难的问题，本发明提出了一种多功能系留气球转接接头。

在本发明的某些技术方案中，还可以准确的测量浮空器的姿态及浮空器周围的风速风向，为浮空器的地面操作提供依据。

具体来说，本发明采用以下任一技术方案。

一种系留气球转接接头，其特征在于，包括集束盘，拉力传感器和旋转机构；

所述集束盘通过上表面上的多槽扣件连接系留气球的拉索；

所述集束盘通过下表面上的吊环连接所述拉力传感器上端的单槽扣件；

所述拉力传感器下端的单槽扣件连接所述旋转机构上端的吊环；

所述旋转机构下端连接系留缆绳。

在本发明的一个方面，系留气球转接接头还包括倾角传感器，所述倾角传感器设置于所述拉力传感器的一个侧面上。

在本发明的一个方面，系留气球转接接头还包括防护罩，所述防护罩设置于所述拉力传感器的上方并至少部分包围所述拉力传感器。

在本发明的一个方面，系留气球转接接头还包括风速风向仪，所述风速风向仪设置于防护罩的一个侧面上。

在本发明的一个方面，系留气球转接接头还包括防护绳，所述防护绳连接所述集束盘下表面上的吊环和所述旋转机构上端的吊环。

在本发明的一个方面，所述旋转机构包括外壳，旋转轴和平面压力轴承，所述旋转轴上端焊接吊环，下端连接所述系留缆绳。

在本发明的一个方面，所述拉力传感器为s形拉力传感器并带有过载保护。

在本发明的一个方面，所述拉力传感器通过无线传输模块将测量的数据传输至地面控制站。

在本发明的一个方面，所述倾角传感器通过无线传输模块将测量的数据传输至地面控制站。

在本发明的一个方面，所述风速风向仪通过无线传输模块将测量的数据传输至地面控制站。

和现有技术相比，本发明的优势包括以下至少一项：

1.集束盘可绕三个自由度旋转，避免了缆绳弯曲和扭曲破坏；

2.使用拉力传感器及倾角传感器，可以准确的测量和计算出浮空器的总拉力及浮力和阻力；

3.采用多槽扣件和拉索绳环技术，使得拉索安装简便可靠；

4.结构采用多余度设计，使用防护绳对拉力传感器结构进行备份，提高了系统的可靠性；

5.本发明结构简单，实用性强。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1表示本发明实施例转接接头的使用状态图；

图2表示本发明实施例转接接头局部剖切后的立体图；

图3表示本发明实施例转接接头的局部立体图；

图4表示本发明实施例转接接头的局部主视图；

图中：

1-集束盘，2-多槽扣件，3-单槽扣件，4-倾角传感器，5-拉力传感器，6-旋转机构，7-防护罩，8-风速风向仪，9-防护绳，10-拉索，11-系留缆绳，12-系留气球。

具体实施方式

下面通过具体实施例结合附图对本发明进行进一步说明，所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明的范围。

如图1和2所示，本发明实施例提供一种多功能系留气球转接接头，包括集束盘1、多槽扣件2、单槽扣件3、倾角传感器4、拉力传感器5、旋转机构6、防护罩7、风速风向仪8、防护绳9、拉索10。

如图2所示，所述集束盘1上通过螺栓连接两组相互平行(优选平行于航向)的多槽扣件2。如图4所示，所述的拉索10上端连接系留气球12，下端编有绳环，连接多槽扣件2。

如图1和2所示，所述的拉力传感器5上下两端各安装一个单槽扣件3，它们分别与集束盘1下端的吊环及旋转机构6上端的吊环相连接。

所述的多槽扣件2为“w”构型，凹槽的数量根据拉索10的数量确定。

所述的单槽扣件3为“ω”构型。

所述的倾角传感器4粘接在拉力传感器5一侧。

所述的防护罩7通过螺钉安装在拉力传感器5上方，如图3所示，风速风向仪8则安装在防护罩7的侧面。

所述防护绳9用于连接集束盘1下端的吊环和旋转机构6上端的吊环。不过，防护绳9的两端也可以安装于其它位置，只要能够实现防护功能即可。

上述集束盘1由8mm厚的合金钢平板和下端吊环焊接而成，平板中间开有过线孔，两侧开有多个螺纹孔，用于连接多槽扣件2。

上述的拉索10采用高分子量聚乙烯编制而成，一端编有绳环套入多槽扣件2的凹槽中，另外一端连接系留气球12。

上述的拉力传感器5为s形拉力传感器并带有过载保护，拉力传感器5上下两端安装单槽扣件3，分别与集束盘1下端的吊环及旋转机构6上端的吊环相连接；单槽扣件3与吊环分别形成两个转动副，使得集束盘可绕系留气球航向和垂直于系留气球航向的方向转动，有效的解决系留气球姿态改变过程中系留缆绳11扭曲损伤的问题。

上述的倾角传感器4粘接在拉力传感器5一侧，实时测量拉力传感器5在竖直面上的倾斜角度，通过拉力分解便可换算出飞艇的阻力和浮力。

上述的防护罩7采用玻璃纤维或碳纤维制成，通过螺钉安装在拉力传感器5上，具有防风沙和防水功能；风速风向仪8安装在防护罩7侧面，用于测量系留气球12周围的风速风向，由于风速风向仪8距离系留气球12较远，因此风路通畅，受系留气球12干扰小，测量数据准确。

上述防护绳9采用高分子量聚乙烯编制或钢丝绳，用于连接集束盘1下端的吊环和旋转机构6上端的吊环，防止拉力传感器5结构损坏使得系留气球12飞走。

上述的旋转机构由外壳，旋转轴和平面压力轴承组成，旋转轴下端与系留缆绳11连接，旋转轴上端焊接吊环，所述旋转机构可绕系留缆绳轴线转动。

本实施例中拉力传感器5、倾角传感器4和风速风向仪8所测量的数据通过无线传输模块，发送至地面控制站，为地面操控人员提供可靠的控制和试验数据。

技术特征：

1.一种系留气球转接接头，其特征在于，包括集束盘(1)，拉力传感器(5)和旋转机构(6)；

所述集束盘(1)通过上表面上的多槽扣件(2)连接系留气球的拉索(10)；

所述集束盘(1)通过下表面上的吊环连接所述拉力传感器(5)上端的单槽扣件(3)；

所述拉力传感器(5)下端的单槽扣件(3)连接所述旋转机构(6)上端的吊环；

所述旋转机构下端连接系留缆绳(11)。

2.如权利要求1所述的一种系留气球转接接头，其特征在于，还包括倾角传感器(4)，所述倾角传感器(4)设置于所述拉力传感器(5)的一个侧面上。

3.如权利要求1所述的一种系留气球转接接头，其特征在于，还包括防护罩(7)，所述防护罩(7)设置于所述拉力传感器(5)的上方并至少部分包围所述拉力传感器(5)。

4.如权利要求3所述的一种系留气球转接接头，其特征在于，还包括风速风向仪(8)，所述风速风向仪(8)设置于所述防护罩(7)的一个侧面上。

5.如权利要求1所述的一种系留气球转接接头，其特征在于，还包括防护绳(9)，所述防护绳(9)连接所述集束盘(1)下表面上的吊环和所述旋转机构(6)上端的吊环。

6.如权利要求1所述的一种系留气球转接接头，其特征在于，所述旋转机构(6)包括外壳，旋转轴和平面压力轴承，所述旋转轴上端焊接吊环，下端连接所述系留缆绳(11)。

7.如权利要求1所述的一种系留气球转接接头，其特征在于，所述拉力传感器(5)为s形拉力传感器并带有过载保护。

8.如权利要求1所述的一种系留气球转接接头，其特征在于，所述拉力传感器(5)通过无线传输模块将测量的数据传输至地面控制站。

9.如权利要求2所述的一种系留气球转接接头，其特征在于，所述倾角传感器(4)通过无线传输模块将测量的数据传输至地面控制站。

10.如权利要求4所述的一种系留气球转接接头，其特征在于，所述风速风向仪(8)通过无线传输模块将测量的数据传输至地面控制站。

技术总结
本发明属于系留式浮空器技术领域，涉及一种多功能系留气球转接接头，其包括集束盘，拉力传感器和旋转机构；所述集束盘通过上表面上的多槽扣件连接系留气球的拉索；所述集束盘通过下表面上的吊环连接所述拉力传感器上端的单槽扣件；所述拉力传感器下端的单槽扣件连接所述旋转机构上端的吊环；所述旋转机构下端连接系留缆绳。本发明可有效防止浮空器姿态变化过程中系留缆绳的扭曲和弯折破坏，同时可准确的测量浮空器的浮力及阻力，为浮空器的地面控制提供了有效的数据。

技术研发人员：施志强
受保护的技术使用者：丹阳昊天飞行器技术有限公司
技术研发日：2018.12.08
技术公布日：2020.06.16