一种卷筒移动式自动收放线装置的制作方法

本实用新型属于无人机技术领域，具体为一种卷筒移动式自动收放线装置。

背景技术：

近年来，系留无人机的应用和研究越来越受到包括军事、科研等各个方面的重视。由于载重、体积和飞行时间的限制，系留无人机大多依靠地面电源通过电缆供电，通过地面电源供电的小型无人机可以满足长时间运行的要求。在操作系留无人机的上升和下降过程中，电源线缆需要进行有序的排线和收放，以防止系留无人机运行过程中可能遇到的线缆缠绕、阻碍飞行等问题。随之也出现了用于系留无人机的收放线装置，利用收放线装置就能够轻松的对系留无人机进行控制。

但是，目前存在的系留无人机收放线装置为手动式，功能比较单一和传统，仅能随着无人机飞行实现被动放线，而不能随着无人机降落实现自动收线，当无人机降落时，需要人工手动转动收线装置进行收线，这就造成了收线工作繁重的缺点，同时当人工未及时将多余的动力电缆收入收放线装置时，多余的动力电缆极易出现缠绕打结的情况，容易引发安全隐患，所以，保证动力电缆收线简便、安全是现有的系留无人机收放线装置的短板。而市面上逐渐出现了一些形式的自动收放线装置，普遍采用了往复丝杆和排线器来对线缆进行自动收放线，由于往复丝杆运行时，线缆到达卷筒的两端时会由于线缆拉力变化，和往复丝杆在快速转动时易出现卡死或停顿现象，从而出现线缆出现部分无序卷入卷筒，当自动放线时出现卡死，造成安全隐患。

所以，亟需研制出一种更高效、安全的用于系留无人机的自动收放线装置，以解决上述技术问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对系留无人机收放线装置操作麻烦、安全性低、自动化功能不完善的缺陷，提供一种卷筒移动式自动收放线装置，改手动收放线方式为自动收放线，改一般的线缆摆动式移动排放线为线缆固定式卷筒移动收放线。

为实现以上目的，本实用新型采用的技术方案是：一种卷筒移动式自动收放线装置，它包括直线滑台，所述直线滑台上端设置有卷筒组件；所述卷筒组件包括卷筒；所述卷筒上缠绕有线缆；所述线缆上设置有张力传感机构；所述直线滑台内设置有丝杠和直线导轨；所述直线导轨上设置有滑动件；所述丝杠上的丝杠螺母与滑动件连接；所述卷筒组件与滑动件连接；所述卷筒连接大伺服电机；所述卷筒的旋转轴上设置有编码器。

进一步的，所述直线导轨上设置有多个滑动件与卷筒组件连接，其中一个滑动件与丝杠螺母连接。

进一步的，所述直线滑台包括外部的保护罩；所述杠和直线导轨均设置在保护罩内。

进一步的，所述卷筒组件包括卷筒安装架；所述卷筒安装架底部连接滑动件；所述卷筒设置在卷筒安装架上。

进一步的，所述张力传感机构包括上下两端的导向轮组和中间的压力轮组；所述压力轮组朝向侧边设置；所述压力轮组中的一个轮子连接压力传感器；所述线缆中间设置在压力轮组之间，两端分别设置在两组导向轮组之间。

进一步的，所述卷筒侧边设置有光电混合滑环。

本实用新型的有益效果：

本实用新型实现了自动感应式收放系留无人机的线缆，无需人工操作，保证了系留无人机的顺畅操作运行，同时通过直线滑台的配合将传动的线缆摆动改为卷筒自动摆动，保证了系留无人机线缆不会左右摆动，解决了无人机飞行不稳的问题。

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图。

图2为直线滑台内部结构示意图。

图3为卷筒组件的结构示意图。

图4为张力传感机构的结构示意图。

图中：1、直线滑台；2、卷筒组件；3、张力传感机构；4、线缆；31、导向轮组；32、压力轮组；33、压力传感器；101、直线导轨；102、滑块；103、丝杠；104、丝杠螺母；105、联轴器；106、伺服电机；107、焊接主体；108、保护罩；109、滑动件；201、卷筒安装架；202、卷筒；203、光电混合滑环；204、编码器；205、大联轴器；206、减速机；207、大伺服电机；208、轴。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本实用新型的保护范围有任何的限制作用。

如图1-图4所示，本实用新型的具体结构为：一种卷筒移动式自动收放线装置，它包括直线滑台1，所述直线滑台1上端设置有卷筒组件2；所述卷筒组件2包括卷筒202；所述卷筒202上缠绕有线缆4；所述线缆4上设置有张力传感机构3；所述直线滑台1内设置有丝杠103和直线导轨101；所述直线导轨101上设置有滑动件109；所述丝杠103上的丝杠螺母104与滑动件109连接；所述卷筒组件2与滑动件109连接；所述卷筒202连接大伺服电机207；所述卷筒202的旋转轴上设置有编码器204。

优选的，所述直线导轨101上设置有多个滑动件109与卷筒组件2连接，其中一个滑动件109与丝杠螺母104连接。

优选的，所述直线滑台1包括外部的保护罩108；所述丝杠103和直线导轨101均设置在保护罩108内。

优选的，所述卷筒组件2包括卷筒安装架201；所述卷筒安装架201底部连接滑动件109；所述卷筒202设置在卷筒安装架201上。

优选的，所述张力传感机构3包括上下两端的导向轮组31和中间的压力轮组32；所述压力轮组32朝向侧边设置；所述压力轮组32中的一个轮子连接压力传感器33；所述线缆4中间设置在压力轮组32之间，两端分别设置在两组导向轮组31之间。

优选的，所述卷筒202侧边设置有光电混合滑环203。

本实用新型具体使用时原理：

本技术方案可以通过张力传感机构3和可编程控制系统自动检测并判断无人机的升降情况，根据无人机的升降情况调整伺服电机106和大伺服电机207的速度及正反转，从而控制收放线状态，此时线缆位置固定不变，卷筒组件2按可编程控制器根据张力传感机构3反馈的张力大小，指令大伺服电机207运转收放线，指令伺服电机106运转排线，使其具备自动且有序的收放线功能，使系留无人机的电缆收放实现自动化，保证了系留无人机电缆动力电缆收放的便捷性、安全性和效率，并且所述系留无人机自动收放线装置结构简单、可靠性高、无人机悬停稳定。

具体使用时，本实用新型中张力传感器机构3实时反馈线缆上的张力大小，同时编码器204则记录卷筒组件2旋转的圈数，此两组数据均实时传输给可编程控制器，可编程控制器根据张力传感机构3预设的张力大小与实时张力大小比对后，判定装置是否需要收放线及收放线速度。根据编码器204反馈的圈数判定卷筒组件2内剩余线缆长度。可编程控制器完成判定后，大伺服电机207开始旋转，通过减速机206将力矩传递至大联轴器205和轴208，此时，编码器204转子和卷筒202均随轴208开始旋转实现收放线。上述动作时，伺服电机106也开始旋转，将力矩传递至联轴器105丝杆103，通过丝杠螺母104转换为直线运动，由直线导轨101，滑块102导向，保持滑动件109随之往复运动，由于滑动件109与卷筒安装架201为螺栓刚性连接，故驱使其上的卷筒随之往复运动，从而实现按序排线。所有过程均由伺服电机的运转控制，只要可编程控制器及设备通电并下达指令后就可实现功能，操作简单，效率高；同时伺服电机和直线导轨的精度也保证了收放线和排线的精准度。

其中卷筒202的左右移动速度与线缆4的直径相关，根据线缆4的直径和卷筒202直径可以判断线缆4缠绕一圈的长度，以及线缆4缠绕一圈沿卷筒202轴向移动的距离，利用编程控制器预先设定好丝杠螺母104的移动速度与线缆4缠绕速度相配合，保证卷筒202在旋转过程中，线缆4的位置始终以系留无人机为参照保持不变，保证了线缆4与系留无人机之间的张紧力度维持稳定。

保护罩108两端设置有焊接主体107；伺服电机106通过联轴器105连接丝杆103；减速机206通过大联轴器205连接轴208，轴208连接卷筒202，轴208上设置有编码器204。

张力传感机构3中，线缆4两端位于导向轮组31之间，中间位于压力轮组32之间，导向轮组31和压力轮组32均由两个相互啮合的线轮组成，导向轮组31可以固定线缆4的进出口位置，而压力轮组32用于感应线缆4的张紧力度，当无人机上升或远离时，线缆4被拉动，张紧力度变大，压力轮组32受压后朝侧边移动，对压力传感器33施压，促使压力传感器33信号发生变化；当无人机下降或者接近时，线缆4放松，张紧力度变小，压力轮组32受压变小后朝中间位置移动，压力传感器33受压变小，压力传感器33信号发生变化。

其中光电混合滑环203相当于旋转接头的作用，防止电线发生扭曲旋转，保证电线安装稳定性。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本实用新型的保护范围。