用于系留无人机的自动收放线装置及自动收放线系统的制作方法

本实用新型涉及无人机领域，尤其是涉及一种用于系留无人机的自动收放线装置及自动收放线系统。

背景技术：

系留无人机是无人机的一种，由地面的工作站供应系留无人机飞行时所需的电能，系留无人机具有其他无人机所具备的定点定高飞行稳定的性能外，还具有长航飞行的功能。理论上来说，只要地面工作站提供足够的电能，系留无人机就能长期定高定点地持续飞行，这样的无人机飞行器可广泛应用在通讯应急中继，实况转播及空中监控等情况中。

但是目前存在的系留无人机收放线装置仅能随着无人机飞行实现被动放线，同时也不能随着无人机降落时实现自动收钱，无人机降落后需要人工转动收线装置进行收线，工作繁重，同时当人工未及时将多余的系留绳收入收放装置时，多余的系留绳极易出现缠绕打结引发安全隐患。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的是提供一种实现自动收放系留绳的系留无人机自动收放线装置及自动收放线系统。

为实现上述的主要目的，本实用新型提供的用于系留无人机的自动收放线装置包括系留绳收放装置，系留绳收放装置用于卷放系留绳；

支架，支架上可转动地设置有张力感应臂，张力感应臂连接触发开关，张力感应臂连接弹性件的自由端，系留绳邻接张力感应臂并绕张力感应臂的自由端延伸；

控制单元，控制单元与触发开关电连接；

双向驱动装置，双向驱动装置接收控制单元的控制信号以驱动系留绳收放装置转动。

由此可见，系留绳收放装置上放置的系留绳邻接张力感应臂并绕张力感应臂朝系留无人机运动方向延伸，在系留无人机上升的过程中，张力感应臂在系留绳的牵引下朝张力感应臂受到的张力变大的方向转动，同时克服弹性件的拉力，张力感应臂的转动触发触发开关输出放线信号，控制单元输出控制信号至双向驱动装置，双向驱动装置驱动系留绳收放装置进行放线；当系留无人机停止上升后，系留绳的拉力降低但保持一定拉力，张力感应臂朝受到的张力变小的方向运动，张力感应臂转动至原来的位置，触发开关停止输出放线信号，从而控制单元停止向双向驱动装置输出控制信号，系留绳收放装置停止放线；在系留无人机下降过程中，张力感应臂不再受到系留无人机的拉力，在弹性件拉力的作用下，张力感应臂向弹性件拉力的方向转动，张力感应臂触发触发开关输出收线信号，控制单元接收触发开关的收线信号就向双向驱动装置输出控制信号，双向驱动装置驱动系留绳收装置收线。

进一步的方案是，触发开关包括电位器，张力感应臂连接电位器的滑柄。

可见，电位器是一种可调的电子元件，通过转动电位器的滑柄改变动触点在电阻体上的位置，改变动触点与任一个固定端之间的电阻值，从而改变电压与电流的大小，张力感应臂转动带动电位器的滑柄转动，电位器根据滑柄转动的方向不同输出不同的电流，从而与电位器电连接的控制单元输出不同的控制信号，双向驱动装置朝不同方向转动，实现系留绳收放装置的收线或放线。

进一步的方案是，自动收放线装置还包括连接杆，张力感应臂与连接杆的第一端铰接，连接杆的第二端连接电位器的滑柄。

可见，张力感应臂、连接杆与电位器的滑柄形成连杆结构，通过连杆结构内的部件的相对运动，实现张力感应臂的转动带动电位器的滑柄的转动，同时在张力感应臂在转动较大角度时才实现电位器滑柄的转动，可保证是在系留无人机持续上升或下降的过程才开始实施收放线，有效减少实际操作中的误差。

进一步的方案是，张力感应臂的自由端设置有滑轮，系留绳邻接滑轮并绕滑轮延伸。

可见，滑轮对系留绳起到导向及限位作用，使得在系留无人机上升或降落的过程中，系留绳不脱离张力感应臂，使得张力感应臂能够准确判断受到的系留绳的张力。

进一步的方案是，支架上沿系留绳的运动方向设置有过线槽，系留绳贯穿过线槽。

可见，过线槽进一步限定系留绳的方向，由于无法确定系留无人机在实际运动情况，通过过线槽的限位，避免系留无人机在飞行的过程中由于位置的变换导致张力感应臂受到的张力方向变化过于频繁，导致张力感应臂无法准确受力，最终收放线情况不稳定的情况。

进一步的方案是，系留绳收放装置包括绞盘，绞盘用于卷放系留绳，绞盘可设置在支架上。

进一步的方案是，双向驱动装置和系留绳收放装置通过传动带连接传动。

本实用新型提供一种用于系留无人机的自动收放线系统，包括：

系留无人机；

自动收放线装置，自动收放线装置采用上述的自动收放线装置，系留绳用于连接在系留无人机和自动收放线装置之间。

附图说明

图1是本实用新型系留无人机自动收放线系统实施例的系统框图。

图2是本实用新型系留无人机自动收放线系统实施例的结构示意图。

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

具体实施方式

本实用新型的用于系留无人机的自动收放线系统应用系留无人机飞行，在系留无人机飞行过程中提供足够的电能，并且能够保持系留无人机稳定地保持长期的定高定点持续飞行，提高系留无人机的可靠性，使得系留无人机能够广泛应用在通讯应急中断，实况转播及空中监控。

参见图1、图2，本实用新型的用于系留无人机1的自动收放线装置2包括系留绳收放装置21、支架20、控制单元24以及双向驱动装置25。

系留绳收放装置21包括绞盘，绞盘用于卷放系留绳210，绞盘可设置在支架20上。

支架20上可转动地设置有张力感应臂22，支架20上设置有转轴26，张力感应臂22连接转轴26并绕转轴26转动，绞盘也可连接转轴26并绕转轴26转动。张力感应臂22连接触发开关23，张力感应臂22连接弹性件27的自由端，弹性件27的固定端设置在支架20上，系留绳210邻接张力感应臂22并绕张力感应臂22的自由端延伸，控制单元24与触发开关23电连接；双向驱动装置25接收控制单元24的控制信号以驱动系留绳收放装置21转动，其中双向驱动装置25和系留绳收放装置21通过传动带28连接传动或者通过齿轮进行传动。

系留绳收放装置21上放置的系留绳210邻接张力感应臂22并绕张力感应臂22朝系留无人机1运动方向延伸，在系留无人机1上升的过程中，张力感应臂22在系留绳210的牵引下朝张力感应臂22受到的张力变大的方向转动，同时克服弹性件27的拉力，张力感应臂22的转动触发触发开关23输出放线信号，控制单元24输出控制信号至双向驱动装置25，双向驱动装置25驱动系留绳收放装置21进行放线；当系留无人机1停止上升后，系留绳210的拉力降低但保持一定拉力，张力感应臂22朝受到的张力变小的方向运动，张力感应臂22转动至初始位置，触发开关23停止输出放线信号，从而控制单元24停止向双向驱动装置25输出控制信号，系留绳收放装置21停止放线；在系留无人机1下降过程中，张力感应臂22不再受到系留无人机1的拉力，在弹性件27拉力的作用下，张力感应臂22向受到弹性件27的拉力的方向转动，张力感应臂22触发触发开关23输出收线信号，控制单元24接收触发开关23的收线信号就向双向驱动装置25输出控制信号，双向驱动装置25驱动系留绳收放装置21收线。

触发开关23的种类繁多，其中包括点触类触发开关，当触发开关23为点触类触发开关时，可在张力感应臂22的两旁均设置一个点触类触发开关，当张力感应臂22朝不同方向运动时，可接触分别输出收放线信号的触发开关23，从而触发触发开关23，实现系留绳收放装置21的收放线。在本实施例中，触发开关23为电位器29，张力感应臂22连接电位器29的滑柄30。电位器29是一种可调的电子元件，通过转动电位器29的滑柄30改变动触点在电阻体上的位置，改变动触点与任一个固定端之间的电阻值，从而改变电压与电流的大小。在实际的应用过程中，先在电位器29内设置中位值，当电位器29的动触点处于中位值的位置时，控制单元24不会接收到收放线信号，只要动触点的位置超过中位值的位置，那么电位器29即开始输出收放线信号，具体是收线信号还是放线信号，可根据张力感应臂22的转动可带动电位器29的滑柄30朝哪个方向转动，张力感应臂22转动带动电位器29的滑柄30转动，电位器29根据滑柄30转动的方向不同输出不同的信号，从而与电位器29电连接的控制单元24输出不同的控制信号，双向驱动装置25朝不同方向转动，实现系留绳收放装置21的收线或放线。使用电位器29作为输出收放线信号的触发开关23，有效减少装置内部件的使用，一个电位器29就能实现两种信号的输出，方便快捷，也能降低生产成本。

自动收放线装置2还包括连接杆31，张力感应臂22与连接杆31的第一端铰接，连接杆31的第二端连接电位器29的滑柄30，张力感应臂22、连接杆31与电位器29的滑柄30形成连杆结构，通过连杆结构内的部件的相对运动，实现张力感应臂22的转动带动电位器29的滑柄30的转动，同时在张力感应臂22在转动较大角度时才实现电位器29的滑柄30的转动，可保证是在系留无人机1持续上升或下降的过程才开始实施收放线，有效减少实际操作中的误差。

张力感应臂22的自由端设置有滑轮220，系留绳210邻接滑轮220并绕滑轮220延伸。滑轮220对系留绳210起到导向及限位作用，使得在系留无人机1上升或降落的过程中，系留绳210不脱离张力感应臂22，使得张力感应臂22能够准确判断受到的系留绳210的拉力。支架20上沿系留绳210的运动方向设置有固定杆32，固定杆32的自由端设置有过线槽，系留绳210绕滑轮220后贯穿过线槽，过线槽进一步限定系留绳210的方向，由于无法确定系留无人机1在实际运动情况，通过过线槽的限位，可避免系留无人机1在飞行的过程中由于位置的变换导致张力感应臂22受到的张力方向变化过于频繁，导致张力感应臂22无法准确受力，最终收放线情况不稳定的情况，使张力感应臂22与过线槽之间的系留绳210能够始终朝一个方向延伸，保证张力感应臂22的准确受力。

弹性件27可为弹簧，由于在无人机的运动过程中，系留绳210的拉力随着无人机的运状态时变大或者变小，张力感应臂22需在弹性件27的拉力的作用下，实现张力感应臂22的转动，因此张力感应臂22的转动范围取决于弹性件27的劲度系数。

控制单元24与电位器39电连接，控制单元24根据由于电位器29的动触点与任一固定端之间的电阻值输出不同的控制信号，即根据电位器29的动触点的位置，控制单元24输出不同的控制信号，从而驱动双向驱动装置25驱动系留绳收放装置21朝不同方向转动，实现收放线。

双向驱动装置25接收控制单元24输出的控制信号，驱动系留绳收放装置21收放线，其中双向驱动装置25与系留绳收放装置21可通过传动带28连接传动，或者通过齿轮传动连接。双向驱动装置25根据控制单元24输出的控制信号驱动系留绳收放装置21进行收放线，双向驱动装置25包括电动机以及电连接电动机的双向调速器，双向调速器用于接收控制单元24输出的控制信号，并向电动机输出不同的电流，使得电动机朝不同方向转动，从而带动系留绳收放装置21收放线。

在系留无人机1正常的飞行过程中，无人机不可能一直保持不动，因此系留绳收放装置21会根据系留绳210的受到的拉力变化出现反复的收放线的情况，极容易造成机械系统和电子系统的疲劳，因此可在双向驱动装置25的双向调速器内设置“转速死区”，即将双向调速器的调速信号设置有一个不起调节作用的两个转速相对值之间的最大区间，使得双向调速器不会因为电位器29的动触点的细微转动而输出电流，只能在张力感应臂22受到的拉力持续变大或变小时，才使得控制单元24输出超过“转速死区”的控制信号，电动机与系留绳收放装置21才会开始作业。

本实用新型提供一种用于系留无人机的自动收放线系统，包括：

系留无人机1与自动收放线装置2，自动收放线装置2采用上述的自动收放线装置2，系留绳210用于连接在系留无人机1和自动收放线装置2之间。

绞盘中的系留绳210邻接张力感应臂22并绕张力感应臂22连接系留无人机1，在系留无人机1上升的过程中，张力感应臂22在系留绳210的牵引下朝拉力变大的方向并且克服弹簧的拉力实现转动，张力感应臂22的转动带动与张力感应臂22连接的电位器29的滑柄30转动，电位器29的滑柄30转动并且动触点通过电位器29预设的中位值的位置后，与电位器29电连接的控制单元24向双向驱动装置25输出控制信号，双向驱动装置25中的双向调速器接收控制信号口开始输出电流，与双向调速器电连接的电动机开始工作，系留绳收放装置21在电动机的驱动下放绳。当系留无人机1停止上升后，系留绳210的拉力降低但保持一定拉力，在弹簧的拉力作用下张力感应臂22朝受到的张力变小的方向运动，带动电位器29的滑柄30运动至预设的中位值的位置，控制单元24停止输出控制信号从而双向驱动装置25停止输出电流，电动机停止转动，系留绳收放装置21停止放线。

在系留无人机1降落过程中，张力感应臂22不再受到无人机的拉力，在弹簧的拉力作用下张力感应臂22朝向张力变小的方向运动，带动电位器29的滑柄30转动，此时滑柄30的转动方向与系留无人机1上升时滑柄30的转动方向相反，从而双向调速器输出反向电流，电动机驱动系留绳收放装置21收线。

最后需要强调的是，本实用新型不限于上述实施方式，如驱动装置的类型、驱动装置与系留绳收放装置之间的连接方式的改变等变化也应该包括在本实用新型权利要求的保护范围内。