用于系绳芯诊断和监测的方法、系统及装置与流程

本申请要求2016年10月5日提交的美国临时申请第62/404353号和2016年12月15日提交的美国临时申请第62/434855号的权益，其中每个临时申请通过引用明确地整体并入本文。

背景技术：

除非本文另有说明，否则本部分中描述的材料不是本申请权利要求的现有技术，并且不因包含在本部分中而被承认为现有技术。

发电系统可以将化学和/或机械能(例如动能)转换成用于各种应用的电能，比如公用设施系统。作为一示例，风能系统可以将动力风能转换为电能。

多年来一直使用风力涡轮机作为利用能源的装置。传统的风力涡轮机通常包括位于塔架顶部的大型涡轮叶片。制造、架设、维护和维修这种风力涡轮机塔架和风力涡轮机的成本是显著的。

可用于利用风能的昂贵的风力涡轮机塔架的替代方案是使用附接到具有导电系绳的地面站的飞行器。这种替代方案可以称为空载风力涡轮机或awt。用于awt的导电系绳可能经历重复加载，通常在非常高的负载值并且在大量循环上。因此，监测和诊断系绳的健康或完整性(包括系绳是否发生任何损坏)的系统或方法是有用的。

技术实现要素：

本文公开了用于监测和诊断系绳的完整性或机械强度的各种系统、方法及装置。更具体地，可以使用确定系绳芯的强度构件上的电特性以便确定系绳的机械或结构健康状况。示例性系统、方法及装置能够测量构成系绳芯的一个或多个强度构件的各个配置的电特性。超出各种预定范围的电特性值的变化提供了对系绳强度构件的内部应力、应变和潜在损坏的了解。此外，作为常规操作和/或维护操作的一部分，可以以各种间隔测量强度构件上的电特性，以便增加示例性awt系统的可靠性。

在第一方面，提供了一种系统。该系统包括地面站、飞行器、系绳、探针和控制系统。系绳在第一端连接到地面站，并且还在系绳的第二端连接到飞行器。系绳包括具有强度构件的芯以及缠绕在芯上的电导体。探针附接到强度构件，使得探针能够测量强度构件的至少一部分的电特性。控制系统配置为以预定测量速率测量沿强度构件的电特性，并且还确定电特性在预定范围之外。

在第二方面，提供了一种方法。该方法包括将探针联接到系绳的强度构件。探针配置为沿着强度构件的至少一部分测量电特性。该方法还包括以预定测量速率测量强度构件的部分的电特性。另外，该方法包括确定电特性在预定范围之外。

在又一方面，提供了另一种系统。该系统包括系绳和探针。系绳具有多个强度构件、第一终端和第二终端。强度构件在终端内张开。探针配置为通过在至少两个位置联接来测量至少一个强度构件的电特性。这些位置包括：(i)在第一终端内张开的强度构件的张开端，(ii)在第二终端内张开的强度构件的张开端，(iii)在第一终端内张开的另一强度构件的张开端，(iv)在沿着系绳的位置处联接的表面接触件，其中，所述表面接触件与多个强度构件中的至少一个电连接，或(v)接地连接。

在其他方面，可以使用或配置任何类型的装置或系统作为用于执行本文描述的任何方法(或本文描述的方法的任何部分)的功能的装置。例如，另一系统包括将探针联接到系绳的强度构件的装置。探针配置成测量强度构件的一部分的电特性。该系统还包括用于测量强度构件的部分的电特性的装置。另外，该系统包括用于确定电特性在预定范围之外的装置。在进一步的实施例中，该系统包括用于确定系绳中的张力、确定系绳的温度以及确定强度构件被损坏的装置。

通过阅读以下详细描述并参考适当的附图，这些以及其他方面、优点和替代方案对于本领域普通技术人员将变得显而易见。

附图说明

图1描绘了根据示例实施例的空载风力涡轮机(awt)。

图2是示出根据示例实施例的awt的部件的简化框图。

图3描绘了根据示例实施例的飞行器。

图4描绘了根据示例实施例的经由系绳联接到地面站的飞行器。

图5描绘了根据示例实施例的具有单个芯的系绳。

图6描绘了根据示例实施例的具有多个芯的系绳。

图7描绘了根据示例实施例的系绳终端。

图8描绘了根据示例实施例的系绳终端。

图9描绘了根据示例实施例的系绳和相应的等效电阻。

图10描绘了根据示例实施例的具有环氧树脂探针连接的系绳强度构件作为系绳终端的一部分。

图11描绘了根据示例实施例的具有机械探针连接的系绳强度构件。

图12描绘了根据示例实施例的具有电传导路径的系绳终端。

图13描绘了根据示例实施例的具有系绳终端、探针和电传导路径的系绳。

图14是示出根据示例实施例的方法的简化流程图。

图15是根据示例实施例的简化逻辑流程图。

图16描绘了根据示例实施例的一段时间内的张力和电阻之间的关系。

图17描绘了根据示例实施例的一段时间内的张力和电阻之间的关系。

图18描绘了根据示例实施例的一段时间内的张力和电阻之间的关系。

具体实施方式

本文描述了示例性方法、系统及装置。本文描述的任何示例实施例或特征不必被解释为比其他实施例或特征优选或有利。这里描述的示例实施例不意味着限制。容易理解的是，所公开的系统和方法的某些方面可以以各种不同的配置来布置和组合，所有这些都在本文中考虑。

此外，图中所示的特定布置不应视为限制性的。应该理解的是，其他实施例可以包括给定附图中所示的更多或更少的每个元件。此外，可以组合或省略一些所示元件。此外，示例实施例可以包括未在附图中示出的元件。

一、概述

说明性实施例涉及飞行器，其可用于风能系统，比如空载风力涡轮机(awt)。特别地，说明性实施例可以涉及或采取与诊断和/或监测系绳或系绳终端内的损坏有关的装置、系统及方法的形式。在一些方面，说明性实施例可涉及定期监测系绳或系绳终端的机械完整性。系绳的机械完整性可以包括系绳芯诊断，比如系绳的机械特性(例如拉伸强度等)、估计部分或完全部件故障的时间或确定性能指标(例如功率效率等)等。另外，基于在系绳或系绳终端内实现的损坏的特征，示例说明性实施例包括诊断损坏的原因和类型。

通过背景技术，awt可以包括在闭合路径中飞行的飞行器，比如基本上圆形路径，以将动力风能转换成电能。在说明性实施方式中，飞行器可以经由系绳连接到地面站。在系留时，飞行器可以：(i)在一系列高度上飞行并且基本沿着路径飞行，并返回地面，以及(ii)通过系绳将电能传输到地面站。在一些实施方式中，地面站可以将电力传输到飞行器以进行起飞和/或着陆。

本文描述的系绳可以配置成在飞行器飞行时承受一个或多个力(例如来自作用在飞行器上的空气动力的张力)，并且配置成在飞行器和地面站之间传输电力。本文描述的系绳在存储时比如在绕线轴存储时也可能经历应力。在将飞行器投入飞行之前确定系绳受损，或者系绳在飞行期间是否损坏，或者更可能受到损坏，则有利于awt系统的安全和有效操作。

在示例中，本文所述的系绳可包括设计用于为系绳提供强度和耐久性的芯。芯可以是单芯设计(例如由单个部件构成)或多芯设计(例如其中多个元件或部件聚集在一起以形成芯)并且可以由多种材料构成。系绳芯可以由拉挤的纤维棒、碳纤维棒、其他类型的复合棒、一种或多种金属(例如铝)和/或碳纤维和/或一种或多种金属的组合构成。此外，系绳芯可具有可被测量的电特性。

在一些情况下，系绳芯可以由一个或多个强度构件构成。一个或多个探针可以联接到芯的一个或多个强度构件。强度构件可以在示例性系绳的任一端或两端处的系绳终端内张开。在这样的示例中，探针可以在系绳终端的设计中集成或以其他方式考虑。探针可以配置为联接到万用表、伏特计、另一仪表和/或计算设备。在一示例中，探针可以包括时域反射计(tdr)，其配置为通过系绳芯的强度构件传播信号。这样，可以使用一个或多个探针测量强度构件的一个或多个电特性。

如果系绳芯的强度构件受损，则系绳芯的机械完整性可能会受到损害。系绳芯的强度构件可能在沿着系绳长度的任何位置处受损，包括在系绳的终端内。如果强度构件由于拉伸应变、拉伸疲劳、压缩应变、弯曲疲劳、蠕变压缩失效、分层、加热、扭转应力或其他形式的应力而受损，则损坏可以例如通过增加或减少强度构件的电阻来表现。可以确定各种故障模式与电阻变化之间的关系，以便确定是否已经发生损坏，发生了多少损坏，和/或在某些情况下，已经发生的损坏的类型。例如，当电路电阻增加约5％-20％时，可能发生可能导致芯内强度构件的最终灾难性故障的弯曲疲劳。在其他示例中，当电路电阻增加20-50％时可能发生蠕变压缩故障。

将测量的电阻与已知的实验电阻值进行比较可以允许操作者确定系绳芯已经损坏了多少和/或剩余的使用寿命(如果有的话)。在其他方面，在一段时间内监测和/或分析所确定的电阻可以指示系绳芯是否存在损坏，损坏是否正在增加，和/或系绳应该停止使用多长时间。因此，测量的电阻可以指示系绳芯的机械完整性。测量的电阻可以进一步指示强度构件(或多于一个强度构件)是否已经损坏。例如，测量的电阻可以帮助定义产品寿命额定值，针对增加温度服务的失效，以及应力与失效曲线的循环次数(s-n曲线)。在至少一些示例中，可以至少部分地通过利用4线电阻方法来确定电阻。

如本文所述，系绳可能易受各种形式的损坏，并且测量系绳芯的一个或多个强度构件的电特性可允许监测特定形式的损坏。例如，在系绳芯包括多个强度构件的情况下，单独强度构件或股线可在系绳芯内磨损以免在使用期间摩擦或磨损。因此，可以不再隔离可以彼此电隔离的单独强度构件。因此，电阻的变化可能与芯内的股线之间的磨损损坏量有关。

然而，系绳中的张力和/或系绳的温度的变化也可以引起系绳的强度构件的电特性的变化。因此，在确定电特性的变化是否是系绳损坏的结果或可归因于系绳的损坏时，张力和/或温度也可能是必要的考虑因素。例如，如果张力由于风或系绳上的负载的变化而略微增加，则电阻也可能增加。然而，在这种情况下，电阻的增加可能不表示系绳的损坏。因此，系统还可以考虑张力，确定张力的变化在张力的阈值范围内，并且因此电阻的变化不可能归因于系绳受损。张力的阈值范围可以考虑到由于风速的变化或基于飞行器的飞行路径的张力变化引起的负载的轻微变化。温度的变化可以类似地引起电阻的变化，因此也可以考虑。因此，确定系绳的机械完整性或系绳的强度构件是否受损可以基于确定系绳中的张力、系绳的温度以及系绳的强度构件的测量的电特性。

说明性实施例包括在各个位置、时间和条件下监测和/或诊断系绳或更具体地系绳的强度构件的损坏。例如，示例性系统可以在系绳在投入使用之前在卷绕的同时或在使用系绳的同时检查系绳的损坏。此外，示例性系统可以配置为监测沿着系绳的特定位置处的损坏，比如在终端内、终端附近或者在探针之间的系绳芯的任何部分上。

在一示例中，可以在飞行中的飞行器的操作期间确定系绳的强度构件是否受损。受损的系绳芯可具有改变的机械特性，比如系绳的拉伸强度降低。如果超过系绳的拉伸强度的拉伸载荷施加到系绳，则系绳可能经历部分或完全失效。因此，在一些示例中，确定机械完整性(包括系绳的任何机械特性)或检查系绳内的损坏可以是正常操作、定期维护或检查计划的一部分。例如，仪表、表或计算设备可以每周一次、每月一次、每两个月或在一些其他时间表上通过探针联接到系绳芯的至少一个系绳强度构件。在其他示例中，可以连续地测量电特性。

在一些示例中，电阻(或另一电特性)的变化可以实时指示不同的参数，并且还可以与其他传感器或已知参数相关。例如，在约0.1hz频率处发生并且与风速变化相关的电阻变化可以指示联接到飞行器的系绳上的负载变化。在另一示例中，相对于系绳的热常数在时间尺度处发生的电阻变化可以指示系绳的温度变化。另外，在较长时间段(例如数月或数年)中更加逐渐发生的电阻变化可能表示由疲劳引起的损坏。最后，在短时间内或甚至可能突然发生的电阻变化可能表示由系绳内的蠕变压缩失效引起的损坏。

在另一示例中，当系绳芯在终端内张开时，系绳终端内的系绳芯可能受到awt系统施加的负载的高应力，因此系绳芯可能容易受到系绳终端内的特定类型的损坏。例如，张开的系绳芯可能沿着系绳终端的长度经受剪切的弯曲或断裂。在其他示例中，系绳芯可能经历疲劳“拉出”故障，其中系绳芯或系绳芯的一部分和系绳终端彼此分开。此外，在一些示例中，在重复的疲劳循环中，损坏可能在终端内累积，因此系绳可具有较低的最终残余断裂强度。这样，测量一个或多个张开的强度构件的系绳终端内的电特性可以允许监测终端内的系绳芯的任何损坏。

控制系统可以以预定测量速率周期性地确定沿着系绳的一个或多个强度构件的电特性。如果电特性改变超过预定的允许阈值，并且确定系绳的张力和温度，则控制系统可以引起飞行器的飞行或操作参数的改变，包括使飞行器着陆。在一些情况下，电特性可以在每次发射飞行器之前或者每次在飞行器着陆之后等都由测量系统确定。

在其他示例中，系绳可以在系绳的制造供应链和/或存储期间从压缩力中弯曲。因此，在将系绳投入使用或操作之前(比如在制造和/或运输系绳之后)测量系绳芯的电特性可以防止在awt中使用受损的系绳。在其他示例中，可以在系绳的制造期间确定电阻。在这样的示例中，电阻可以用于确定系绳的构造的质量。因此，确定系绳的电阻可以是系绳制造期间的质量保证/质量控制过程的一部分。

例如，如果系绳已经缠绕在存储器中的线轴上，则测量系绳的至少一部分上的电阻可用于确定压缩蠕变和/或松弛弯曲故障的表现。在其他示例中，例如经由tdr测量时域信号反射特性可以提供对弯曲故障的位置的了解。了解弯曲故障的位置可以节省检查整个长度的时间，并且可以防止在现场使用受损的绳索。此外，了解供应链中的弯曲故障的位置可能有助于决定是否废弃整个生产运行，或者如果在线轴内存在连续长度足以制造良好的系绳，则仅废弃一部分运行。

在其他方面，确定系绳芯的至少一部分的电阻还可以提供关于系绳上的应力和/或力的信息。例如，电阻可用于确定系绳中的张力。联接到系绳的芯元件的探针可以充当冗余的测力传感器，或者沿着系绳芯的整个长度的探针阵列可以量化沿着长度的拉伸变化，比如在系绳搅打或舞动情况下。在这样的示例中，探针可被认为是传感器或联接到计算机系统的传感系统的一部分。

有益地，本文描述的实施例可以提供关于系绳的机械完整性的信息，其包括关于系绳的强度构件是否受损或具有更高的受损可能性的信息。确定机械完整性可以提供对允许的负载曲线、预期寿命以及关于系绳和/或awt系统的其他诊断信息的了解。确定系绳的机械完整性、确定系绳的机械性特性、或确定系绳强度构件是否受损可以通过确定系绳所经受的张力、系绳的温度以及测量系绳的至少一个电特性来实现，比如电压、电流和/或电阻，并且将这些值与已知和/或预定的可接受值相关。在示例中，确定系绳受损和/或系绳受损多少可允许操作者改变控制方案和/或限制对系绳或连接到系绳的awt的其他部件的任何其他损坏。在进一步的示例中，确定系绳受损和/或系绳受损多少可允许操作者安排系绳的维护、修理、更换或其他测试/检查。

二、说明性系统

a.空载风力涡轮机(awt)

图1描绘了根据示例实施例的awt100。特别地，awt100包括地面站110、系绳120和飞行器130。如图1所示，系绳120可以在第一端连接到飞行器并且可以在第二端连接到地面站110。在该示例中，系绳120可以在地面站110上的一个位置处附接到地面站110，并且在飞行器130上的三个位置处附接到飞行器130。然而，在其他示例中，系绳120可以在多个位置处附接到地面站110和/或飞行器130的任何部分。

地面站110可用于保持和/或支撑飞行器130，直到其处于操作模式。地面站110还可以配置成允许重新定位飞行器130，使得可以部署装置。此外，地面站110还可以配置为在着陆期间接收飞行器130。地面站110可以由在悬停飞行、侧风飞行和其他飞行模式比如向前飞行(可称为飞机般的飞行)时可以适当地保持飞行器130附接和/或锚定到地面的任何材料形成。在一些实施方式中，地面站110可以配置成在陆地上使用。然而，地面站110也可以在水体上实施，比如湖泊、河流、大海或大洋。例如，地面站可以包括或布置在浮动的离岸平台或船上等。此外，地面站110可以配置成保持静止或相对于地面或水体表面移动。

此外，地面站110可以包括一个或多个部件(未示出)，比如绞盘，其可以改变系绳120的长度。例如，当部署飞行器130时，一个或多个部件可以配置为松开和/或放出系绳120。在一些实施方式中，一个或多个部件可以配置为将系绳120松开和/或放出到预定长度。作为示例，预定长度可以等于或小于系绳120的最大长度。此外，当飞行器130落在地面站110中时，一个或多个部件可以配置成卷绕系绳120。

系绳120可以将由飞行器130产生的电能传输到地面站110。此外，系绳120可以将电力传输到飞行器130，以便为飞行器130提供动力以起飞、着陆、悬停飞行和/或向前飞行。系绳120可以以任何形式构造并且使用可以允许传输、输送和/或利用由飞行器130产生的电能和/或向飞行器130传输电力的任何材料。在一些示例中，系绳120可以具有固定长度和/或可变长度。例如，在至少一个这样的示例中，系绳120可以具有140米的长度。

系绳120还可以配置成在飞行器130处于操作模式时承受飞行器130的一个或多个力。例如，系绳120可以包括芯，其包括强度构件。当飞行器130处于悬停飞行、向前飞行和/或侧风飞行时，芯的强度构件可以配置为承受飞行器130的一个或多个力。在其他方面，强度构件可以是导电的。这样，探针可以联接到强度构件，并且探针可以配置为测量导电强度构件的电特性。在一些情况下，探针可以可拆卸地联接或以其他方式电联接到强度构件。此外，在示例中，可以使用一个以上的探针来测量强度构件的电特性。强度构件的电特性可包括电流、电压和/或电阻。在示例中，测量系统可以联接到探针以便测量电特性。

在一些示例中，探针可以包括时域反射计(tdr)，其配置为通过系绳120的强度构件传播信号。如果强度构件的机械完整性受到损害或恶化，例如如果系绳芯的强度构件受到损坏，则损坏可以通过由tdr传播的信号的相应反射的特性(比如幅度、持续时间和/或形状)来表现。还可以安装其他传感器和探针，以便可以监测系绳120的状态。系绳120的状态可以包括由一个或多个力、系绳120的温度和/或系绳120的强度构件的电特性引起的系绳120中的张力。

所测量的电特性可以与系绳120内的损坏或潜在损坏相关，特别是在强度构件内。例如，可以沿着系绳120的芯的强度构件的至少一部分测量电阻。因此，当飞行器130在飞行中时，可以以预定的测量速率即以规则间隔测量电阻。在一些其他示例中，可以在发射或着陆飞行器130之前测量电阻作为飞行前和/或飞行后检查表的一个方面。如果电阻从一个测量值改变到下一个测量值，则系绳120的强度构件可能已经损坏或者机械完整性可能以某种其他方式受到影响。然而，基于诸如系绳120中的张力和/或系绳120的温度等其他参数，电阻也可能已经从一个测量值改变到下一个测量值。

在一些实施例中，awt100可以包括控制系统或其他计算设备，其配置为确定awt100的参数或其他方面。例如，当飞行器130在飞行中时，控制系统可以配置为确定系绳120中的张力、系绳的温度，并且沿着系绳120的强度构件的至少一部分测量电特性。基于张力、温度和测量的电特性，控制系统还可以配置成确定系绳的强度构件是否受损或更可能受损。在一些示例中，受损的系绳可能导致较低的拉伸强度、疲劳寿命或可能影响飞行器130的控制方案或其他操作参数的其他机械特性。类似地，如果基于测量的电特性确定系绳更容易受到损坏，则这也可能影响控制方案或其他操作参数。因此，确定系绳芯的强度构件是否已经发生损坏或者更可能发生损坏可以包括确定系绳芯的机械特性的变化。

飞行器130可以配置成基本上沿着闭合路径150飞行以产生电能。如在本公开中使用的，术语“基本上沿着”是指精确地沿着和/或与精确地沿着存在一个或多个偏差，其不会显著影响电能的产生。

飞行器130可以包括或采取各种类型的装置的形式，比如风筝、直升机、机翼和/或飞机等。飞行器130可以由金属、塑料和/或其他聚合物的固体结构形成。飞行器130可以由允许高推重比和产生可用于公用事业应用的电能的任何材料形成。另外，可以选择材料以允许雷电硬化、冗余和/或容错设计，其能够处理风速和风向的大的和/或突然的变化。

在各种不同的实施例中，闭合路径150可以是各种不同的形状。例如，闭合路径150可以是基本上圆形的。并且在至少一个这样的示例中，闭合路径150可以具有高达265米的半径。如在本公开中使用的术语“基本上圆形的”是指精确圆形的和/或与精确圆形的存在一个或多个偏差，其不会显著影响如本文所述的电能的产生。闭合路径150的其他形状可以是卵形比如椭圆形、果冻豆的形状、数字8的形状等。

可以操作飞行器130以沿着闭合路径150的一次或多次旋转行进。

b.awt的说明性部件

图2是示出awt200的部件的简化框图。awt100可以采用awt200的形式或与awt200的形式类似。特别地，awt200包括地面站210、系绳220和飞行器230。地面站110可以采取地面站210的形式或类似于地面站210的形式，系绳120可以采取系绳220的形式或类似于系绳220的形式，且飞行器130可以采用飞行器230的形式或类似于飞行器230的形式。

如图2所示，地面站210可以包括一个或多个处理器212、数据存储器214和程序指令216。处理器212可以是通用处理器或专用处理器(例如数字信号处理器、专用集成电路等)。一个或多个处理器212可以配置为执行计算机可读程序指令216，其存储在数据存储器214中并且可执行以提供本文描述的功能的至少一部分。

数据存储器214可以包括或采取可以由至少一个处理器212读取或访问的一个或多个计算机可读存储介质的形式。一个或多个计算机可读存储介质可以包括易失性和/或非易失性存储部件，比如光学、磁性、有机或其他存储器或盘存储器，其可以整体地或部分地与一个或多个处理器212中的至少一个集成。在一些实施例中，数据存储器214可以使用单个物理设备(例如一个光学、磁性、有机或其他存储器或盘存储单元)来实现，而在其他实施例中，可以使用两个或更多个物理设备来实现数据存储器214。

如所指出的，数据存储器214可以包括计算机可读程序指令216以及可能的附加数据，比如地面站210的诊断数据。这样，数据存储器214可以包括用于执行或促进本文描述的一些或所有功能的程序指令。

在另一方面，地面站210可以包括通信系统218。通信系统218可以包括一个或多个无线接口和/或一个或多个有线接口，其允许地面站210通过一个或多个网络进行通信。这样的无线接口可以提供在一个或多个无线通信协议下的通信，比如蓝牙、wifi(例如ieee802.11协议)、长期演进(lte)、wimax(例如ieee802.16标准)、无线电-频率id(rfid)协议、近场通信(nfc)和/或其他无线通信协议。这种有线接口可以包括以太网接口、通用串行总线(usb)接口或类似的接口，以通过导线、双绞线、同轴线缆、光链路、光纤链路或至有线网络的其他物理连接通信。地面站210可以经由通信系统218与飞行器230、其他地面站和/或其他实体(例如命令中心)通信。

在示例实施例中，地面站210可以包括允许短程通信和远程通信的通信系统218。例如，地面站210可以配置成用于使用蓝牙的短程通信和用于cdma协议下的远程通信。在这样的实施例中，地面站210可以配置为用作“热点”；或者换句话说，作为远程支持设备(例如系绳220、飞行器230和其他地面站)与一个或多个数据网络(比如蜂窝网络和/或因特网)之间的网关或代理。如此配置，地面站210可以促进远程支持设备以其他方式将不能自己执行的数据通信。

例如，地面站210可以提供至远程设备的wifi连接，并且用作蜂窝服务提供商的数据网络的代理或网关，地面站210可以在例如lte或3g协议下连接到该数据网络。地面站210还可以用作到其他地面站或命令中心的代理或网关，远程设备可能无法以其他方式访问该地面站或命令中心。

此外，如图2所示，系绳220可以包括传输部件222和通信链路224。传输部件222可以配置为将电能从飞行器230传输到地面站210和/或将电能从地面站210传输到飞行器230。在各种不同的实施例中，传输部件222可以采用各种不同的形式。例如，传输部件222可以包括配置成传输电力的一个或多个电导体。并且在至少一个这样的示例中，一个或多个电导体可以包括铝和/或允许电流传导的任何其他材料。此外，在一些实施方式中，传输部件222可以围绕系绳220的芯(未示出)。

地面站210可以经由通信链路224与飞行器230通信。通信链路224可以是双向的并且可以包括一个或多个有线和/或无线接口。而且，可以存在构成通信链路224的至少一部分的一个或多个路由器、交换机和/或其他设备或网络。

此外，如图2所示，飞行器230可包括一个或多个传感器232、电力系统234、发电/转换部件236、通信系统238、一个或多个处理器242、数据存储器244、程序指令246和控制系统248。

传感器232可以包括各种不同实施例中的各种不同传感器。传感器232还可以包括联接到系绳220的强度构件的一个或多个探针。在另一示例中，传感器232还可以包括全球定位系统(gps)接收器。gps接收器可以配置成提供典型的众所周知的gps系统(其可以称为全球导航卫星系统(gnns))的数据，比如飞行器230的gps坐标。awt200可以利用这种gps数据来提供本文描述的各种功能。

作为另一示例，传感器232可包括一个或多个风传感器，比如一个或多个皮托管。一个或多个风传感器可以配置成检测表观和/或相对风。awt200可以利用这种风数据来提供本文描述的各种功能。

仍然作为另一示例，传感器232可包括惯性测量单元(imu)。imu可以包括加速度计和陀螺仪，它们可以一起用于确定飞行器230的定向。具体地，加速度计可以测量飞行器230相对于地球的定向，而陀螺仪测量围绕轴线(比如飞行器230的中心线)的旋转速率。imu可以低成本、低功率包装商购。例如，imu可以采用小型化微电子机械系统(mems)或纳米电子机械系统(nems)的形式或包括这样的系统。也可以利用其他类型的imu。除了加速度计和陀螺仪之外，imu还可以包括其他传感器，这可以帮助更好地确定位置。这种传感器的两个例子是磁力计和压力传感器。其他例子也是可能的。

虽然加速计和陀螺仪可以有效地确定飞行器230的定向，但是测量中的轻微误差可能随时间而变化并且导致更显著的误差。然而，示例性飞行器230可以通过使用磁力计测量方向来减轻或减少这种误差。磁力计的一个示例是低功率数字3轴磁力计，其可用于实现与定向无关的电子罗盘以获得准确的航向信息。然而，也可以使用其他类型的磁力计。

飞行器230还可以包括压力传感器或气压计，其可用于确定飞行器230的高度。可替代地，可以使用其他传感器，比如声波测高仪或雷达高度计来提供高度的指示，这可以帮助提高imu的准确性和/或防止其的漂移。另外，飞行器230可包括一个或多个测力传感器，其配置成检测在系绳220的连接与飞行器230之间分配的力。

如所指出的，飞行器230可以包括电力系统234。电力系统234可以在各种不同的实施例中采用各种不同的形式。例如，电力系统234可以包括一个或多个电池，用于向飞行器230提供电力。在一些实施方式中，一个或多个电池可以是可再充电的，并且每个电池可以通过电池和电源之间的有线连接和/或通过无线充电系统进行再充电，比如感应充电系统，其将外部时变磁场施加到使用从一个或多个太阳能电池板收集的能量的内部电池和/或充电系统。

作为另一示例，电力系统234可包括用于向飞行器230提供电力的一个或多个电动机或发动机。在一些实施方式中，一个或多个电动机或发动机可由燃料(比如基于碳氢化合物的燃料)提供动力。并且在这样的实施方式中，燃料可以存储在飞行器230上并且经由一个或多个流体导管(比如管道)输送到一个或多个电动机或发动机。在一些实施方式中，电力系统234可全部或部分地在地面站210上实施。

如所指出的，飞行器230可以包括发电/转换部件236。发电/转换部件236可以在各种不同的实施例中采用各种不同的形式。例如，发电/转换部件236可包括一个或多个发电机，比如高速直接驱动发电机。利用这种布置，一个或多个发电机可以由一个或多个旋翼驱动。并且在至少一个这样的示例中，一个或多个发电机可以以11.5米/秒的全额定功率风速运行，其容量因子可以超过60％，并且一个或多个发电机可以产生从40千瓦到600兆瓦的电功率。

此外，如所指出的，飞行器230可以包括通信系统238。通信系统238可以采取通信系统218的形式或类似于通信系统218的形式。飞行器230可以经由通信系统238与地面站210、其他飞行器和/或其他实体(例如命令中心)通信。

在一些实施方式中，飞行器230可以配置为用作“热点”；或者换句话说，作为远程支持设备(例如地面站210、系绳220、其他飞行器)和一个或多个数据网络(比如蜂窝网络和/或因特网)之间的网关或代理。如此配置，飞行器230可以促进远程支持设备以其他方式将不能自己执行的数据通信。

例如，飞行器230可以提供至远程设备的wifi连接，并且用作蜂窝服务提供商的数据网络的代理或网关，飞行器230可以例如在lte或3g协议下连接到该数据网络。飞行器230还可以用作远程设备可能无法以其他方式访问的其他飞行器或命令站的代理或网关。

如所指出的，飞行器230可以包括一个或多个处理器242、程序指令246和数据存储器244。一个或多个处理器242可以配置为执行计算机可读程序指令246，其存储在数据存储器244中并且可执行以提供本文所述的至少一部分功能。一个或多个处理器242可以采取一个或多个处理器212的形式或类似于一个或多个处理器212的形式，数据存储器244可以采取数据存储器214的形式或类似于数据存储器214的形式，并且程序指令246可以采取程序指令216的形式或类似于程序指令216的形式。

此外，如所指出的，飞行器230可以包括控制系统248。在一些实施方式中，控制系统248可以配置为执行本文描述的一个或多个功能。控制系统248可以用机械系统和/或用硬件、固件和/或软件实现。作为一示例，控制系统248可以采取存储在非暂时性计算机可读介质上的程序指令和执行指令的处理器的形式。控制系统248可以整体或部分地实施在飞行器230和/或远离飞行器230的至少一个实体上，比如地面站210。通常，实现控制系统248的方式可能会有所不同，这取决于具体应用。

虽然上面已经描述了飞行器230，但是应当理解，本文描述的方法和系统可以涉及连接到系绳比如系绳220和/或系绳120的任何合适的飞行器。

c.说明性飞行器

图3描绘了根据示例实施例的飞行器330。飞行器130和/或飞行器230可以采用飞行器330的形式或类似于飞行器330的形式。具体地，飞行器330可包括主翼331、塔架332a、332b、旋翼334a、334b、334c、334d、尾梁335和尾翼组件336。这些部件中的任何一个都可以以允许使用升力部件来抵抗重力和/或使飞行器330向前移动的任何形式成形。

主翼331可以为飞行器330提供主升力。主翼331可以是一个或多个刚性或柔性翼型，并且可以包括各种控制表面，比如小翼、襟翼(例如fowler襟翼、hoerner襟翼、分离式襟翼等)、方向舵、升降舵、扰流板、潜水制动器等。控制表面可用于稳定飞行器330和/或在悬停飞行、向前飞行和/或侧风飞行期间减少飞行器330上的阻力。

主翼331和塔架332a、332b可以是用于飞行器330进行悬停飞行、向前飞行和/或侧风飞行的任何合适的材料。例如，主翼331和塔架332a、332b可包括碳纤维和/或电子玻璃，并包括内部支撑翼梁或其他结构。而且，主翼331和塔架332a、332b可以具有各种尺寸。例如，主翼331可具有与传统风力涡轮机叶片对应的一个或多个尺寸。作为另一示例，主翼331可以具有8米的跨度、4平方米的面积和15的纵横比。

塔架332a、332b可以将旋翼334a、334b、334c和334d连接到主翼331。在一些示例中，塔架332a、332b可以采取升力体翼型(例如机翼)的形式或者类似于升力体翼型(例如机翼)的形式。在一些示例中，相应旋翼(例如塔架332a上的旋翼334a和旋翼334b)之间的垂直间距可以是0.9米。

旋翼334a、334b、334c和334d可以配置成驱动一个或多个发电机以产生电能。在该示例中，旋翼334a、334b、334c和334d可各自包括一个或多个叶片，比如三个叶片或四个叶片。旋翼叶片可以通过与风的相互作用而旋转并且用于驱动一个或多个发电机。另外，旋翼334a、334b、334c和334d还可以配置成在飞行期间向飞行器330提供推力。通过这种布置，旋翼334a、334b、334c和334d可以用作一个或多个推进单元，比如螺旋桨。尽管在该示例中旋翼334a、334b、334c和334d被描绘为四个旋翼，但是在其他示例中，飞行器330可包括任何数量的旋翼，比如少于四个旋翼或多于四个旋翼(例如八个旋翼)。

尾梁335可以将主翼331连接到尾翼组件336，尾翼组件336可以包括尾翼336a和垂直稳定器336b。尾梁335可具有各种尺寸。例如，尾梁335可以具有2米的长度。此外，在一些实施方式中，尾梁335可以采用飞行器330的机体和/或机身的形式。在这样的实施方式中，尾梁335可以承载有效载荷。

尾翼336a和/或垂直稳定器336b可用于稳定飞行器330和/或在悬停飞行、向前飞行和/或侧风飞行期间减小飞行器330上的阻力。例如，尾翼336a和/或垂直稳定器336b可用于在悬停飞行、向前飞行和/或侧风飞行期间保持飞行器330的俯仰。尾翼336a和垂直稳定器336b可具有各种尺寸。例如，尾翼336a可以具有2米的长度。此外，在一些示例中，尾翼336a可具有0.45平方米的表面积。此外，在一些示例中，尾翼336a可位于飞行器330的质心上方1米处。

虽然上面已经描述了飞行器330，但是应当理解，本文描述的系统可以涉及连接到空载风力涡轮机系绳比如系绳120和/或系绳220的任何合适的飞行器。

d.通过系绳联接到地面站的飞行器

图4描绘了根据示例实施例的经由系绳120联接到地面站410的飞行器330。参考图4，地面站410可以包括绞盘鼓412和平台414。地面站110和/或地面站210可以采用地面站410的形式或类似于地面站410的形式。图4仅用于说明目的，可能不反映所有部件或连接。

如图4所示，系绳120可以在近端系绳端122处联接到系绳万向节组件442并且在远端系绳端124处联接到飞行器330。另外或可替代地，系绳120的至少一部分(例如至少一个电导体)可以穿过系绳万向节组件442。在一些实施例中，系绳120可以终止于系绳万向节组件442。此外，如图4所示，系绳万向节组件442也可以联接到绞盘鼓412，绞盘鼓412又可以联接到平台414。在一些实施例中，系绳万向节组件442可以配置成围绕一个或多个轴旋转，比如高度轴和方位轴，以便允许近端系绳端122响应于飞行器330的运动而在那些轴上移动。

位于系绳120和系绳万向节组件442之间的旋转部件444可以允许系绳120围绕系绳120的长轴旋转。长轴被定义为在近端系绳端122和远端系绳端124之间延伸。在一些实施例中，系绳120的至少一部分可以穿过旋转部件444。此外，在一些实施例中，系绳120可以穿过旋转部件444。此外，在一些实施例中，旋转部件444可以包括固定部分444a和可旋转部分444b，例如以一个或多个轴承和/或滑环的形式。固定部分444a可以联接到系绳万向节组件442。可旋转部分444b可以联接到系绳120。

使用词语固定在旋转部件444的固定部分444a中不旨在将固定部分444a限制为静止配置。在该示例中，固定部分444a可以在由系绳万向节组件442描述的轴(例如高度和方位)上移动，并且可以在绞盘鼓412旋转时绕地面站410旋转，但是固定部分444a将不会围绕系绳120即相对于系绳120的长轴旋转。此外，在该示例中，旋转部件444的可旋转部分444b可以联接到系绳120并且配置成随着系绳120的旋转而基本上旋转。

当飞行器330绕轨道运动时，通过旋转部件444，系绳120可以沿着长轴绕其中心线旋转。远端系绳端124可以旋转与近端系绳端122不同的量，导致沿着系绳420的长度的扭转量。通过这种布置，系绳420中的扭转量可以基于在飞行器330的侧风飞行期间的多个参数而变化。

e.说明性系绳

图5描绘了根据示例实施例的系绳500。系绳120和/或系绳220可以采用系绳500的形式或类似于系绳500的形式。图5和描绘系绳的其余附图仅用于说明目的，并且可以不反映所有部件或连接。此外，作为说明，附图可能不反映实际操作条件，而仅仅是为了说明所描述的实施例。例如，尽管可以使用完全笔直的系绳来说明所描述的系绳实施例，但在绕轨道侧风飞行期间，系绳实际上可以在地面站和飞行器之间呈现一定程度的下垂。此外，图中的相对尺寸可能不是按比例的，而仅仅是为了说明所描述的实施例。

如图5所示，系绳500可包括芯510、芯护套520、多个电导体530和护套540。系绳可具有长轴502。仅出于说明的目的，示出了图5中的系绳500，其中一些部件的一部分被移除(例如护套540、多个电导体530、芯护套520)以示出系绳500中的部件的布置。因此，图5可被称为系绳500的局部剖视图。

芯510可以是实心芯并且可以包括轴向杆512。因此，系绳500可被认为具有带有轴向杆512的单芯设计。轴向杆512可被认为是系绳芯510的强度构件。在一些实施例中，轴向杆512可以对系绳500的拉伸强度和/或剪切强度提供显著贡献。有利地，轴向杆512可以在awt(例如awt100和/或awt200)正在运行的同时提高系绳500对疲劳载荷的抵抗力。此外，轴向杆512可以提高系绳500的各种部件(比如多个电导体530)对疲劳载荷的抵抗力。

可以至少部分地基于系绳500的重量、系绳的预定载荷(比如系绳500的预定疲劳载荷)和/或系绳500的总直径来选择轴向杆512的尺寸。为了与awt一起使用，轴向杆512的优选直径可以是约14毫米，整个系绳500的直径约为27毫米。在其他示例中，轴向杆512的直径可以是约11毫米。

轴向杆512可以在各种不同的实施例中采用各种不同的形式。例如，在一些实施例中，轴向杆512可包括拉挤纤维杆、碳纤维杆、碳纤维增强拉挤成型(cfrp)、一种或多种金属(例如铝)和/或碳纤维和/或一种或多种金属的组合。轴向杆512可包括至少一个导电元件，使得可测量轴向杆512的电特性。作为一示例，轴向杆512可包括纤维的组合，比如具有第一模量的第一碳纤维和具有大于第一模量的第二模量的第二碳纤维。作为另一示例，轴向杆512可包括碳纤维和玻璃纤维。此外，轴向杆512可包括基质复合材料和/或碳纤维和/或玻璃纤维，比如金属基质复合材料(例如铝基质复合材料)。在一实施例中，轴向杆512可包括cfrp强度构件，其包括设置在热固性环氧树脂中的多个一至五毫米单轴碳纤维股线。

在一些实施例中，轴向杆512可具有圆形横截面形状或可包括其他横截面形状。例如，在一些实施例中，轴向杆512可具有矩形横截面形状、椭圆形横截面形状、梯形横截面形状、饼形横截面形状、三角形横截面形状等。另外，在一些实施例中，轴向杆512可具有沿着系绳的长轴502变化的横截面形状。

此外，多个电导体530可以缠绕在芯护套520的外表面上。多个电导体530可以配置成传输电力。例如，多个电导体530可以配置成用于高压ac或dc电力传输(例如大于1000伏)。例如，多个电导体530可以配置为承载1千伏和5千伏之间或更高的ac或dc电压以及50安培到250安培之间的相关电力传输电流。

在一些实施例中，多个电导体530可以螺旋地缠绕在芯护套520的外表面上。此外，在一些这样的实施例中，多个电导体530可以螺旋地缠绕在芯护套520的外表面上，其中螺旋角为15至45度，比如20至45度、35至40度(例如38.3度)或40至45度(例如42度)。在一些这样的实施例中，螺旋角可以是相对于系绳500的长轴502。多个电导体530可以以其他方式缠绕在芯护套520的外表面524上。

此外，如图5所示，护套540围绕多个电导体530。护套540可以在各种不同的实施例中采用各种不同的形式。例如，护套540可包括热塑性聚氨酯(“tpu”)、聚丙烯、hytrel和/或尼龙(例如尼龙11)。在一些实施例中，护套540可以在多个电导体530上挤出。此外，在一些实施例中，当系绳500包括填充材料时，护套540可以在填充材料上挤出。此外，在一些实施例中，护套540可具有1.2或1.5毫米的优选厚度。其他厚度也是可能的。

在一些实施例中，可以选择护套540的一种或多种材料以增加系绳500对人和/或动物的可见度。例如，在一些实施例中，护套540可包括具有白色或亮色的材料，或者对比色图案(例如彩绘图案)。此外，在一些实施例中，护套540可包括反射紫外(uv)光、发光或uv反射和发光的组合的材料或涂层。

在一些示例中，系绳500还可包括至少一个光纤线缆和/或同轴导体(未示出)。光纤线缆或同轴导体可以配置成用于在飞行器(例如飞行器330)和地面站(例如地面站410)之间的通信。在一些实施例中，光纤线缆或同轴线缆可以以与多个电导体530缠绕在芯护套520的外表面上的相同或相似的方式缠绕在芯护套520的外表面上。另外，在一些实施例中，光纤线缆可以包括在轴向杆512中。此外，在一些实施例中，光纤线缆可以封装在金属管中，比如不锈钢。此外，在一些实施例中，封装在金属管中的光纤线缆可以包括在轴向杆512中。

在一些示例中，至少一根附加导线可以以与多个电导体530缠绕在芯护套520的外表面上的相同或相似的方式缠绕在芯护套520的外表面上。至少一根附加导线可以将信号从系绳500的一端传输到系绳500的另一端。在其他示例中，至少一根附加导线可以仅在系绳500的一部分上传输信号。在其他方面，至少一根附加导线可以联接到或包括作为联接到系绳芯510的强度构件的探针或测量仪的一部分。

在一些实施方式中，系绳可包括包含多个芯元件的芯。图6描绘了根据示例实施例的系绳600。系绳120和/或系绳220可以采用系绳600的形式或类似于系绳600的形式。

如图6所示，系绳600可包括芯610、缠绕在芯610上的多个电导体630以及护套640。系绳600可包括长轴602。类似于图5中的部件的图6中的部件可以具有相同的配置并以类似的方式起作用。例如，多个电导体630可以与图5的多个电导体530相同或相似，并且护套640可以与图5的护套540相同或相似。仅用于说明的目的，示出了图6中的系绳600，其中一些部件的一部分被移除从而以与图5中的系绳500类似的方式示出系绳600中的部件的布置。

芯610可以是带线缆的芯，并且可以包括多个芯元件612。在示例中，多个芯元件612可被称为多个强度构件或多个股线。多个芯元件612可以以与轴向杆512类似的方式提供对系绳600的拉伸强度和/或剪切强度的显著贡献，在awt(例如awt100和/或awt200)以与轴向杆512类似的方式操作的同时改善系绳600对疲劳载荷的抵抗力，并且以与轴向杆512类似的方式改善系绳600的各个部件(比如多个电导体630)对疲劳载荷的抵抗力。

在各种不同的实施例中，多个芯元件612可以采用各种不同的形式。多个芯元件612可包括布置成层的多个杆。例如，如图6所示，可以有三层杆。在至少一个示例中，第一层(在系绳600的中间附近)可包括一个杆，第二层(从第一层径向向外)可包括六个杆，以及第三层(从第二层径向向外)可包括十二个杆。这样，多个芯元件612可包括十九个杆。然而，在其他示例中，多个芯元件612可包括多于或少于十九个杆。另外，在其他示例中，多个芯元件612可以布置在多于或少于三层中。

在一些实施例中，多个芯元件612可包括轴向杆512可包括的任何材料。例如，在一些实施例中，多个芯元件612中的至少一个芯元件可包括碳纤维。此外，在一些实施例中，多个芯元件612中的至少一个芯元件可具有3.5毫米的优选尺寸(例如直径)。另外，在一些实施例中，多个芯元件612可包括轴向杆512的任何横截面形状。例如，在一些实施例中，多个芯元件612中的至少一个芯元件可包括圆形横截面形状。为了与awt一起使用，整个系绳600的直径可以约为27毫米。

此外，在一些实施例中，多个芯元件612中的每个芯元件可以具有相同的材料、相同的尺寸和/或相同的横截面。然而，在其他实施例中，多个芯元件612中的至少两个芯元件可以具有不同的材料、尺寸和/或横截面形状。例如，在一些实施例中，多个芯元件612中的至少一个芯元件可以采用轴向杆512的形式或类似于轴向杆512的形式，并且多个芯元件612中的其他芯元件可以缠绕在至少一个芯元件上。

此外，在一些实施例中，多个芯元件612中的至少一个芯元件可以以与多个电导体530螺旋地缠绕在芯510上的类似方式螺旋地缠绕在多个芯元件612中的另一个芯元件上。此外，在一些实施例中，多个芯元件612中的至少两个芯元件可以利用反向振荡层缠绕在多个芯元件612的另一个芯元件上。

此外，可以至少部分地基于系绳600的重量和/或系绳的预定载荷比如系绳600的预定疲劳载荷来选择多个芯元件612中的芯元件的数量和/或多个芯元件612中的芯元件的层布置。

在一些实施例中，芯610可以进一步包括围绕和/或结合多个芯元件612的覆盖层，并且可以另外将多个芯元件612与多个电导体630分离。此外，覆盖层可以减小多个芯元件612中的至少一个芯元件与多个电导体630中的至少一个导体之间的接触压力。此外，覆盖层可以用作多个芯元件612之间的电绝缘体。在一些实施例中，覆盖层的厚度可以小于图5的导体护套520的厚度。此外，在一些实施例中，覆盖层的硬度可以大于柔顺层520的硬度。

多个电导体630可以以与多个电导体530类似的方式具有类似的布置和功能。例如，多个电导体630可以配置为以与图5的多个电导体530相同或相似的方式传输电力。

此外，如图6所示，护套640可以围绕多个电导体630。护套640可以采用图5的护套540的形式或与之类似的形式。

三、说明性的系绳终端

图7描绘了根据示例实施例的系绳终端组件700等。如图7所示，系绳终端组件700可包括系绳720、导体灌封件732和系绳终端750。系绳720可包括系绳芯710和多个导体730。系绳终端750可包括终端750的远端752。导体灌封件732可以包括联接到多个导体730的多个导体塞734。

系绳720可以具有与系绳120、220、500和600类似的布置并且以与之类似的方式起作用。系绳720可以具有单个芯作为芯710(类似于图5a的芯510的形式)或多个芯作为芯710(类似于图6的芯610的形式)。在导体灌封件732内，多个电导体730可以从系绳720张开到多个导体塞734。这样，导体塞可以提供用于与系绳720的电导体730的外部电连接的位置。

系绳芯710可以终止于系绳终端750内。系绳终端750通常可以是锥形或锥形形状，使得系绳终端750在与系绳芯的连接点处具有较小的半径，并且在系绳终端750的远端752处具有较大的半径。可以将系绳芯710灌封在系绳终端750内。灌封可以包括用非导电环氧树脂包围系绳芯710并固化环氧树脂。系绳芯710也可以在系绳终端750内张开。使系绳芯710张开可以包括在系绳终端750内呈锥形或展开系绳芯710的多个强度构件。

系绳终端750的远端752可以机械地连接到飞行器，例如通过联接到飞行器(比如飞行器130、230或330)的缰绳。系绳终端750的远端752可以机械地联接到安装在地面站上的万向节组件(比如地面站410的万向节组件442)。

四、说明性的强度构件损坏

图8描绘了根据示例实施例的系绳终端850。系绳终端850可以具有与图7的系绳终端750类似的布置并且以与之类似的方式起作用。系绳终端850可包括系绳芯810、系绳终端结构855和非导电环氧树脂857。系绳终端850可以具有圆锥形状，使得施加到附接的系绳的负载可以分布在整个系绳终端850上。通过将负载分布在整个系绳终端850上，可以减轻系绳芯810中的应力集中。

系绳终端850还允许系绳连接到其他awt部件。系绳芯810作为单芯部件810a进入系绳终端850并且大约张开成多芯部件810b，以便分配施加在系绳上的力。虽然图8示出了两个芯部件810b，但是多于两个芯部件810b也是可能的。例如，在至少一个实施例中，单芯部件810a可以大约张开成八个多芯部件810b。在其他实施例中，单芯部件810a可以张开成多于或少于八个多芯部件810b。在甚至其他实施例中，单芯部件810a可以在整个系绳终端850的至少一部分上连续而不会张开。

在系绳终端850内，系绳芯810可被非导电环氧树脂857灌封或包围。非导电环氧树脂857固定地联接到系绳芯810，以防止系绳芯810与系绳终端结构855分离。系绳终端结构855通常可以是锥形的并且提供外部机械连接至系绳，比至如系绳缰绳。

在终端850和系绳芯810经历各种应力的重复高负载循环之后，在整个环氧树脂857上张开的芯部件810b可能开始剪切，或者以其他方式开始破裂或甚至遭受完全失效。此外，当系绳终端850和系绳芯810暴露于负载时，终端850或芯810的物理或机械特性可能会降低。这种损坏可能导致系绳终端850和系绳芯810之间的分离或弱化。因此，并且如下面进一步详细解释，测量终端850内的电特性可以允许确定系绳终端850内的潜在的损坏或增加潜在的损害。

图9描绘了系绳芯的机械完整性可如何随时间恶化或受损的示例。具体地，在图9中，对系绳芯的损坏可能导致电特性特别是电阻的变化。另外，随着时间的推移，系绳芯可能会因使用而磨损和损坏，从而导致电特性的改变。因此，监测预定范围之外的电特性可以提供系绳芯内的磨损或损坏的状态或量的指示。图9包括多元件强度构件902和损坏的多元件强度构件904。多元件强度构件902和损坏的多元件强度构件904可以采取图1的系绳120的芯和/或图6的系绳芯510的形式或与之类似的形式。

如上所述，系绳芯的强度构件可以是导电的，并且因此可以在强度构件的至少一部分上测量诸如电阻的电特性。因此，如图9所示，多元件强度构件902可被建模为具有等效电阻902r。等效电阻902r示出了多元件强度构件902的每个股线如何具有可以测量的电阻。

由于系绳的加载(例如在飞行器飞行期间系绳经历的规则拉伸载荷)，系绳的强度构件可能被损坏。例如，多元件强度构件902的股线可以一起摩擦，导致股线之间的磨损，如由受损的多元件强度构件904的受损区域904a所示。由于受损的多元件强度构件904的磨损，等效电阻902r的相应变化导致等效电阻904r。如图9所示，等效电阻904r现在包括附加电阻904b。因此，在受损的多元件强度构件904上测量的电阻可以从在多元件强度构件902上测量的电阻增加。因此，电阻的变化可以指示对系绳的损坏，特别在该示例中是受损的多元件强度构件904。

五、用于系绳芯监测的说明性装置、系统和方法

图10描绘了根据示例实施例的系绳终端1000。图10还示出了将环氧树脂探针附接到终端1000的系绳芯元件的示例方法。系绳终端1000包括多个系绳芯元件1010、终端结构1055、非导电环氧树脂1057、多个掩蔽塞1059、多个导电环氧树脂探针1060和电引线1065。系绳终端1000可以具有与图7的系绳终端750或图8的系绳终端850类似的布置并且以与之类似的方式起作用。

如图10所示，多个系绳芯元件1010中的每一个的端部被多个掩蔽塞1059中的一个覆盖。当覆盖多个系绳芯元件1010时，可以用非导电环氧树脂1057填充终端1000且然后固化。然后，可以移除多个掩蔽塞1059中的每一个并用多个导电环氧树脂探针1060替换。多个导电环氧树脂探针1060中的每一个可以与每个相应的系绳芯元件1010电连接。电引线1065(在至少一些示例中，其可以是电压计、时域反射计或其他电表(图10中未示出)的引线)然后可以安装在导电环氧树脂探针1060中。然后可以固化终端1000第二次。

在一些示例中，多个掩蔽塞1059可以包括临时掩蔽腻子。临时掩蔽腻子可以是高温、惰性、柔性腻子，其可掩蔽或覆盖多个系绳芯元件1010，但仍然允许在非导电环氧树脂1057固化之后接近多个系绳芯元件1010。

在其他示例中，可以在不使用多个掩蔽塞1059的情况下安装电引线1065。例如，系绳终端1000可以完全填充有非导电环氧树脂1057，然后固化。然后，可以对系绳终端1000的固化环氧树脂1057进行后加工以露出多个系绳芯元件1010。系绳芯元件1010可以通过机械加工过程比如研磨、铣削和/或钻孔而露出。然后，可以安装多个导电环氧树脂探针1060，使得多个导电环氧树脂探针1060中的每一个与每个相应的系绳芯元件1010电连接。然后，电引线1065可以安装并联接到导电环氧树脂探针1060。

图11描绘了根据示例实施例的系绳终端1100。图11还示出了将机械探针附接到终端1100的系绳芯元件的示例方法。系绳终端1100包括多个系绳芯元件1110、终端结构1155、非导电环氧树脂1157、多个机械探针1160以及电引线1165。系绳终端1100可以具有分别与图7、8和10的系绳终端750、850或1000类似的布置并且以与之类似的方式起作用。

如图11所示，多个系绳芯元件1110中的每一个的端部可以通过填充终端结构1155中的一些或全部的非导电环氧树脂1157露出。多个系绳芯元件1110中的每一个然后可以装配有多个机械探针1160中的一个。多个机械探针1160可以包括黄铜帽1160a和银环氧树脂1160b，以将每个机械探针1160联接到每个系绳芯元件1110，以及电引线，以连接到电引线1165。在其他示例中，可以使用除了黄铜帽1160a和银环氧树脂1160b之外的帽和连接装置。此外，多个机械探针1160中的每一个可以与每个相应的系绳芯元件1110电连接。电引线1165(其在至少一些示例中可以是电压计、时域反射计或其他电表(图11中未示出)的引线)然后可以联接到多个机械探针1160中的每一个。

在其他实施例中，电引线比如图9的电引线965或图11的电引线1165可以直接焊接或钎焊到系绳芯元件，比如多个系绳芯元件1110。在示例中，在用环氧树脂1157填充系绳终端1100之前，电引线1165可以联接到多个芯元件1110。在其他实施例中，可以使用其他机械抓握方法将电引线1165联接到机械探针1160，直接联接到多个系绳芯元件1110中的一个或多个，直接联接到接地套管，联接到仪表端子或耦合到系绳芯部分超过系绳终端1100的导电楔。

图12描绘了根据示例实施例的系绳终端1250。图12包括系绳芯1210、多个张开的系绳芯元件1210b、系绳终端结构1255、一个或多个环氧树脂探针1260、多个电引线1265a-d、接地套管1262、表面接触件1264、第一传导路径1282和第二传导路径1284。系绳终端1250可以具有分别与图7、8、10和11的系绳终端750、850、1000或1100类似的布置并且以与之类似的方式起作用。虽然图12中示出了两个张开的系绳芯元件1210b，但是可能有两个以上的张开的系绳芯元件1210b。

图12中示例的是潜在的电传导路径，可以测量在其上的电压，以便确定是否存在一个或多个张开的系绳芯元件1210b的任何机械损坏。通过测量一个或多个张开的系绳芯部件1210b上的电压，可以确定电阻(或其他电特性)，并且将其与未受损的张开的系绳芯部件的已知电阻或预定范围的可允许电阻进行比较。通过将确定的电阻与已知的未受损的电阻进行比较，可以确定张开的系绳芯部件1210b的损坏量。

此外，基于所确定的电阻，可以改变飞行器的操作参数的值。操作参数可以包括飞行器的飞行参数，比如飞行器的高度、空速、载荷和/或方向航向。在一些实施例中，该改变可包括使飞行器着陆和/或使系绳停止服务。在其他示例中，改变飞行器的操作参数的值比如减小飞行器上的负载可以降低系绳芯1210上的负载。

在一些实施例中，因为电阻随温度变化，所以可以测量系绳的温度并且可以针对温度校正所确定的电阻。在其他实施例中，可以确定系绳的其他物理状态，并且可以基于物理状态来校正所确定的电阻。

为了测量电压，可以在多个张开的系绳芯元件1210b中的每一个中的至少一些上创建电路。所创建的电路可被认为是传导路径。为了在多个张开的系绳芯元件1210b中的一个的至少一部分上建立传导路径，张开的系绳芯元件1210b可以具有联接到系绳芯元件1210b的端部的导电探针(例如如图10和11所示)。导电探针可以包括机械导电探针(如图11所示)或一个或多个环氧树脂探针1260(其可以与图10的环氧树脂探针1060类似的形式)。一个或多个环氧树脂探针1260可以通过终端结构1255安装并且电联接到至少一个张开的系绳芯元件1210b的端部至多个电引线1265a或1265c中的一个。

因此，在终端1250的系绳芯1210上可以存在不同的传导路径。例如，第一传导路径1282可以允许电流从电引线1265a穿过环氧树脂探针1260中的一个，沿着张开的系绳元件1210b，沿着系绳芯1210的至少一部分，至接地套管1262，沿着终端结构1255的一部分，并且终止于电引线1265b。因此，第一传导路径1282可以沿着图12中所示的路径跨越电引线1265a到达电引线1265b。接地套管1262可以在系绳终端1250的鼻部或窄端处联接到系绳芯1210b并且可以将系绳终端1250电接地。系绳终端的鼻部可以位于系绳芯1210进入终端结构1255的位置。电引线1265b可以安装在终端结构1255上的可接近位置。

在另一示例中，第二传导路径1284可以允许电流从电引线1265c穿过一个环氧树脂探针1260，沿着张开的系绳元件1210b，沿着系绳芯1210的至少一部分，至表面接触件1264，并且终止于电引线1265d。因此，第二传导路径1284可以沿着图12中所示的路径跨越电引线1265c到达电引线1265d。表面接触件1264可以是联接到系绳芯1210的银、镍或其他金属环。表面接触件1264可以安装在沿着系绳芯1210的位置处，使得可以确定从至少一个张开的系绳部件的端部穿过系绳芯1210的一部分的系绳芯1210的健康状况。在其他实施例中，可以存在联接到系绳芯1210的两个或更多个表面接触件1264，并且可以测量两个表面接触件1264之间的电压。

在一些方面，利用电引线1265a-d穿过至少一个张开的系绳元件1210b的一些部分和/或系绳芯1210的一部分，可以测量电压。根据该电压，可以测量电引线1265a-d之间的电阻。例如，如果电阻增加，则张开的系绳芯元件的一部分可能被剪切、破裂或以其他方式在终端结构1255内损坏。在另一示例中，如果电阻减小，则在系绳芯1210内的系绳芯元件之间的磨损可能增加。可以至少部分地通过系绳芯元件之间的摩擦来引起磨损，这磨损系绳芯1210内的各个系绳芯元件之间的非导电绝缘。一旦绝缘被磨损，各个系绳芯元件可能进入电接触。因此，电路电阻可能降低并且可能存在关于系绳芯1210的健康状况的确定。

这样，图12示出了可以连接探针以测量电特性(例如电流、电流脉冲、电压、电压脉冲或电阻)的各种传导路径。传导路径的一些示例包括以下中的任何两个：(i)在第一终端内张开的强度构件的张开端(例如使用电引线1265a或1265c)，(ii)在第二终端内张开的强度构件的张开端(例如使用电引线1265a或1265c)，(iii)在第一终端内张开的另一强度构件的张开端(例如使用两组电引线1265a和1265c，使得创建刚好在终端内的路径)，(iv)在沿着系绳的位置处联接的表面接触件，其中表面接触件与多个强度构件中的至少一个(例如联接到表面接触件1264的引线1265d)电连接，或(v)接地连接(例如从引线1265a穿过接地套管1262并到达引线1265b)。

图13描绘了具有系绳终端1350a-b的系绳1320。图13还示出了可以产生一个或多个电路的可能的电传导路径。可以在至少一个电传导路径上测量电压，使得可以确定电路电阻。可确定电路电阻，然后用于确定系绳芯是否有任何损坏。图13可包括具有一个或多个第一探针1360a的第一终端1350a、具有一个或多个第二探针1360b的第二终端1350b，张开的腿到腿传导路径1382、张开的腿到系绳传导路径1384以及端到端传导路径1386。虽然图13中示出了传导路径1382、1384和1386，但是其他传导路径也是可能的。此外，系绳1320和系绳终端1350a-b可以具有分别与图5、6、7、8、9、10和11的系绳和终端类似的布置并且以与之类似的方式起作用。期望的传导路径可取决于用户或操作者所关注的损坏的类型或位置。

在示例中，张开的腿到腿传导路径1382可以完全在第一终端1350a内，以便用第一终端1350a监测一个或多个张开的系绳芯元件。张开的腿到腿传导路径1382可以跨越安装在第一终端1350a中并且联接到在第一终端1350a内张开的系绳芯元件或“腿”的端部的两个或更多个第一探针1360a之间。张开的腿到腿传导路径1382。

在示例中，张开的腿到系绳传导路径1384可以跨越一个或多个第一探针1360a到达沿着系绳1320某处的位置。在该位置处，表面接触件(比如图12的表面接触件1264)可以联接到系绳1320。因此，张开的腿到系绳传导路径1384可以产生包括第一终端1350a和系绳1320的至少一部分的电路，使得可以监测第一终端1350a内的系绳1320、电路中的系绳1320的部分是否有任何损坏。

在示例中，端到端传导路径1386可以跨越第一终端1350a的第一探针1360a到第二终端1360b的第二探针1360b。因此，可以感测或确定第一终端1350a、第二终端1350b或沿着系绳1320的任何损坏。

各种传导路径都是可能的。例如，系绳芯可以张开成系绳终端内的八个强度构件。这样，可以存在从第一张开强度构件到第二张开强度构件的传导路径。此外，可以存在从第二张开强度构件到第三张开强度构件的传导路径。因此，像第二强度构件一样的强度构件可以是一个或多个传导路径的一部分。

另一传导路径可以在联接到系绳芯的两个或更多个仪表终端之间。因此，传导路径可以包括不在系绳终端内但仅在两个或更多个仪表终端之间的系绳芯的一部分。

另外，用于监测系绳芯内的损坏的方法可以包括测量第一传导路径上的电阻，然后测量第二传导路径上的电阻，和/或然后测量第三传导路径上的电阻。该方法可以继续测量多个不同传导路径上的电阻。因此，特定传导路径内的电阻的变化可指示在创建特定传导路径的系绳芯的一部分内的损坏。因此，用于监测损坏的方法可以指示在系绳芯的部分内存在损坏，因此可以确定损坏的大致位置。

这样，可以测量从第一张开强度构件到第二张开强度构件的电阻。此外，可以测量从第二张开强度构件到第三强度构件的另一电阻。另一传导路径可包括第一和第三张开强度构件。

图14是示出根据示例实施例的用于确定强度构件是否被损坏的方法1400的简化框图。在一个示例性实施方式中，方法1400描述了确定电特性是否在预定范围之外或者已经改变，使得测量的电特性可以指示对系绳的损坏，或者更具体地是系绳的强度芯。

说明性方法比如方法1400可以全部或部分地由awt系统中的部件来执行，比如图1中所示的awt100中的一个或多个部件，或者由如图2所示的awt200的部件来执行。应当理解，示例方法比如方法1400可以由实体或实体的组合(即通过其他计算设备和/或其组合)来执行而不脱离本发明的范围。

例如，方法1400的功能可以由计算设备(或计算设备的部件，比如一个或多个处理器或控制器)完全执行，或者可以分布在多个计算设备的多个部件上，在多个计算设备上和/或在服务器上。在至少一个实施例中，方法1400的功能可以由图2所示的控制系统248执行。在一些示例中，计算设备可以从计算设备的传感器接收信息，或者可以从收集信息的其他计算设备接收信息。与其他示例一样，计算设备、服务器、awt的地面站、awt的飞行器或awt系统可以执行方法1400。

如方框1402所示，方法1400包括将探针联接到系绳的强度构件。在示例中，探针可以配置成测量系绳的强度构件的至少一部分的电特性。联接探针可以包括使用各种连接装置，比如胶水、环氧树脂、螺纹或仅触摸接触件。

如1404所示，方法1400包括沿着系绳的强度构件的至少一部分测量电特性。测量电特性可以以预定测量速率发生。可以基于参数阵列确定预定测量速率，所述参数阵列包括发生的操作事件、系绳的操作年龄和/或awt系统(比如图1中所示)的操作模式。基于操作事件、操作年龄和/或操作模式，可以以不同于预定测量速率的调整的测量速率来测量电特性。对于可能影响飞行确定或控制的情况，预定测量速率(或调整的测量速率)可以是高分辨率或频率(例如约千赫兹)。在其他情况下，预定测量速率可以是低分辨率或频率(例如一赫兹)。

操作事件可包括天气事件、发射和/或着陆联接到系绳的飞行器或者可导致张力大于阈值张力的事件。在一些情况下，达高于阈值张力的水平的张力的变化率可以是张力的突然或快速变化率。天气事件可包括可能影响awt系统的操作的强风、风暴和/或雷击。在至少一个示例中，操作事件可以包括导致张力增加到阈值张力以上的故障。故障可能包括控制器故障，导致系绳的张力大于阈值张力。在其他情况下，操作事件可以包括零张力事件。零张力事件可以包括存在系绳松弛的事件，其可能对系绳的机械完整性产生影响。在操作事件期间，系绳损坏的可能性更高(可能导致系绳的机械特性发生变化)，并且可以以大于预定测量速率的调整的测量速率(即更高的分辨率)测量电特性。在一些情况下，预定测量速率可以增加到调整的测量速率达一段时间或一段循环。增加预定测量速率可以确定在操作事件期间是否发生损坏。

在示例中，测量电特性所沿着的强度构件的部分可以包括可测量电特性所沿着的强度构件的多个部分中的一个。在一些情况下，强度构件的倾斜或对角部分可能对纵向裂纹扩展敏感。因此，沿着倾斜部分测量电特性可以提供更准确地确定强度构件的机械特性或机械完整性，比如系绳是否经历纵向裂纹扩展。在沿着强度构件的倾斜部分测量电特性的这种情况下，第一探针可以联接到芯横截面，第二探针可以在一定距离处联接到系绳的芯的表面。因此，可以在第一探针和第二探针之间形成传导路径，使得电信号穿过彼此相邻的碳纤维元件。

在另一方面，如果第一探针联接到芯横截面并且第二探针联接到与第一探针相距一定距离的芯横截面，则这些探针之间的传导路径可能对纵向裂纹扩展不敏感。因此，测量电特性的强度构件的部分可以基于要确定的特定类型的损坏和/或机械特性。此外，在示例中，如果第一探针和第二探针都联接到芯的表面，则那些探针之间的传导路径可能对芯内的损坏不敏感，但可能对表面损坏现象敏感。

在其他示例中，在多元件芯强度构件中，比如图6中所描述的，测量电特性的强度构件的部分可以包括多个芯元件中的至少两个的全长。这样，沿着多个芯元件中的一个的全长测量的电特性可以与沿着多个芯元件中的另一个的全长测量的电特性相比较。如果测量的电特性彼此不同，则这可能表示多元件芯强度构件的损坏。本申请考虑了基于一种或多种类型的损坏曲线或特征的其他变化的传导路径。

如方框1406所示，方法1400包括确定测量的电特性在预定范围之外。在其他示例中，该方法可以包括以下步骤：至少部分地基于所测量的电特性来确定系绳的机械完整性或机械特性。例如，如果电特性是电阻，则该方法可以包括基于电阻的变化确定系绳芯的强度构件是否被损坏。可以基于电路的设置和芯的强度构件将确定的电阻与预定的或预期的电阻值进行比较。这样，在一示例中，如果电阻增加，则可以确定强度构件的至少一部分已经损坏。

预定范围的阈值或允许值可被认为是一组预定电特性。该组预定电特性可包括实验数据，其包括环境和变量的阵列以及基于所选变量的预期结果。例如，该组预定电特性可以包括查找表，其基于温度、张力和在其上测量电特性的部分的长度来提供预定电特性。这样，一个预定电特性可以提供关于从一次测量到下一次测量的电特性的变化的指示。此外，查找表可以包括基于测量的电特性的强度构件的预期机械特性。在其他示例中，查找表可以提供加载曲线和平均故障时间图表等作为确定强度构件的机械完整性的输入。

在一些示例中，可以使用仪表比如电压表来测量电特性。可以通过将电压表附接到可以连接到系绳的不同部分的电引线来测量电压，比如联接到系绳的探针。系绳可以联接到地面站和飞行器。这样，在一示例中，可以在飞行器运行或飞行时测量电压。在另一实施例中，可以在设施中测量电压，以便在系绳投入运行之前评估任何损坏。在一些示例中，设施可以是在安装在awt中之前测试系绳的位置。在其他示例中，设施可以是在运输之前或之后测试系绳的位置。在其他示例中，现场服务技术人员可以将测量作为计划维护的一部分来执行。

在示例中，其他仪表或表可以联接到安装在系绳终端中的探针，以便监测或检查系绳芯的损坏。例如，在一些方面可以使用时域反射计(tdr)。tdr可以联接到安装在系绳终端内的探针。联接到tdr的探针可以分别与图10-13中的探针1060、1160、1260和1360a-b相同。此外，探针可以电联接到系绳的系绳芯元件。这样，当tdr联接到探针时，tdr可以通过联接到探针的系绳芯元件发送电脉冲或信号。然后，tdr可以分析反射信号的幅度、持续时间和/或形状。基于反射信号的幅度、持续时间和/或形状，可以确定系绳芯元件是否受损以及如果损坏的话确定系绳的损坏程度。此外，还可以基于反射信号到达tdr所花费的时间来确定损坏的位置。

在其他示例中，方法1400可以包括确定系绳中的张力。系绳可以在第一端连接到飞行器，在第二端连接到地面站。因此，当飞行器在飞行时，系绳可以经历一个或多个力。在一些方面，可以基于一个或多个现有相关数据集和/或飞行模拟来估计和/或确定张力。例如，考虑加载曲线和/或飞行参数(例如空速或高度等)的飞行模拟可以准确地预测和/或确定系绳中的张力。

方法1400还可以包括确定系绳的温度。在一些情况下，可以基于缠绕在系绳的芯上的一个或多个导体(例如分别如图5和6中所述的多个电导体530或多个电导体630)内的电安培数来确定温度。另外，系绳的温度可以根据天气条件和/或系绳所经受的力而变化。此外，系绳的温度变化可能导致系绳的测量电特性的变化。一个或多个传感器可以联接到系绳、地面站和/或飞行器，并且配置成确定系绳的张力和温度。在一些方面，可以基于一个或多个现有相关数据集来估计和/或确定温度。例如，在一些情况下，基于施加在系绳上的电负载和环境空气条件，可以预测和/或确定系绳的温度。

在一些示例中，系绳所经历的张力和/或系绳的温度可以基于风速、环境条件(例如周围环境的环境温度或其他天气条件)、一个或多个飞行条件、飞行模拟和/或一个或多个飞行参数(例如飞行器的空速或高度)来估计。

确定强度构件的机械特性或机械完整性的变化可以基于张力、温度和测量的电特性。例如，电特性可以包括电阻。电阻的增加可以指示系绳是否存在损坏，其可能损害系绳的机械完整性，特别是系绳的芯的强度构件。然而，基于其他方面，电阻可以增加，包括系绳的张力和/或系绳的温度。例如，当系绳的温度增加时，电阻可能增加。类似地，当系绳的张力增加时，电阻可能增加。因此，在确定强度构件的机械完整性时，张力、温度和电阻可以全被考虑。

例如，在约0.1hz频率处发生的电阻的变化可以与风速的变化相关，可以指示负载的变化并因此指示系绳中的张力。在另一示例中，相对于系绳的热常数在时间尺度处发生的电阻的变化可以指示系绳的温度变化。另外，在较长时间段(比如数月或数年)中更加逐渐发生的电阻变化可能表示由疲劳引起的损坏。最后，在短时间内或甚至可能突然发生的电阻的变化可能表示由系绳内的蠕变压缩失效和/或裂纹扩展引起的损坏。此外，在确定系绳的一部分是否被损坏时，还可以考虑张力的变化率和温度的变化率。因此，在示例中，在确定张力、温度和测量电特性之后，可以确定系绳的机械特性(最大应力/应变、疲劳寿命)或机械完整性的变化。

此外，基于如上所述的电特性在预定范围之外的确定或机械特性的改变，可以改变或调整飞行器的操作参数。操作参数可以包括飞行器的飞行参数，比如飞行器的高度、空速、载荷和/或方向航向。在一些实施例中，该改变可包括使飞行器着陆和/或使系绳停止服务。在其他示例中，改变飞行器的操作参数的值比如减小飞行器上的负载可以降低系绳上的负载。

系绳的操作年龄可以是系绳已经使用的年龄。在某些情况下，操作年龄可以是时间(例如以小时、月、年测量)或循环数。在示例中，操作年龄可以相对于系绳的预期寿命或预期疲劳寿命。例如，操作年龄可以在预期疲劳寿命的百分之十以内。在另一示例中，操作年龄可以包括磨合期。磨合期可以包括在系绳投入运行之后的一段时间或循环数。基于操作年龄，可以以可与预定测量速率不同的调整的测量速率来测量电特性。例如，为了确定新的系绳正常运行，当系绳的操作年龄小于磨合期时，可以以大于预定测量速率的调整的测量速率测量电特性。在一些实施例中，调整的测量速率可以小于预定测量速率。

在一些示例中，awt系统的操作模式可以包括起飞模式。起飞模式可以包括发射联接到系绳的飞行器以及松开系绳。操作模式还可以包括着陆模式。着陆模式可包括卷绕系绳并使飞行器着陆。基于操作模式，可以以不同于预定测量的调整的测量速率测量电特性，这可以允许控制系统更好地确定机械完整性，例如如果系绳的机械特性已经改变。不同的操作模式可以导致系绳的独特或不同的负载，因此在这种操作模式期间更频繁地测量电特性可以通过限制系绳所经受的力来防止额外的损坏。例如，在起飞模式期间松开飞行器的同时，预定测量速率可以增加到调整的测量速率，以更频繁地测量系绳的电特性。限制对系绳的损坏可以保持系绳的机械完整性。

在一些情况下，可以基于机器学习、统计分析和/或结合了大量数据点(例如数百个到数十万个数据点)的其他分析技术来执行如本文所述的确定。例如，可以利用大数据阵列来执行确定电阻的变化是否由于损坏和/或电阻的变化多少可归因于温度和/或张力(或负载)。数据阵列可以包括关于基于先前收集的数据(包括温度、张力、飞行参数和/或变化的飞行条件)的预定预期结果的信息。在其他示例中，确定系绳的机械完整性可以基于大的输入数据集，其可以包括平均寿命、平均拉伸强度和/或平均疲劳寿命，所有这些都可以基于示例性飞行场景或模拟。在本申请中考虑了可以提供见解并为本文描述的确定提供输入的其他数据集。

图15描绘了用于awt的控制系统如何实现确定系绳的强度构件的机械完整性的逻辑流程图1500。如方框1502所示，控制系统可以配置成确定系绳的张力、温度和电特性。如图15所示，可以确定该实施例内的机械完整性的决策问题是在方框1504处系绳是否被损坏。如果控制系统确定系绳被损坏，则控制系统可以配置为改变awt的飞行器的操作参数。如果控制系统确定系绳没有损坏，则控制系统可以配置为等待预定时间量，如方框1508所示。预定时间量可以基于预定测量速率。此外，预定测量速率可以基于操作事件、系绳的操作年龄和/或awt的操作模式。

六、系绳上的电阻与力之间的说明性关系

在示例中，可以将电阻的变化与系绳芯内的张力进行比较。此外，可以在疲劳循环期间对电阻和/或张力的变化相对于时间作图。电阻的大的突然变化或超过某个预定阈值的随时间的逐渐变化可指示系绳芯存在损坏。因此，监测电阻可以提供确定系绳已经损坏或者系绳可能在一定数量的疲劳循环内被损坏。然后可以根据需要修理或停止使用系绳。

图16是在疲劳循环期间联接到系绳芯的两个表面接触件之间的电阻变化的图示。两个表面接触件可以在系绳终端之间。还绘制了施加到系绳的张力，使得图16描绘了系绳芯的电阻变化与张力随联接到系绳芯的两个表面接触件之间的多个疲劳循环的时间的之间的示例关系。

图17类似于图16，但是在图17中，确定了在系绳终端内张开的两个相邻强度构件之间的电阻变化。这样，图17描绘了两个强度构件的电阻变化与张力随在系绳终端内灌封的两个强度构件之间的多个疲劳循环的时间的之间的示例关系。

图18类似于图16和图17，但是在图18中，电阻的变化由在系绳终端中张开向外至系绳芯上的表面接触件的强度构件确定。这样，图18描绘了在终端内向外至表面接触件的电阻变化与张力随封装在系绳终端内的两个强度构件之间的多个疲劳循环的时间的之间的示例关系。

七、结论

应当理解，本文描述的布置仅用于举例的目的。因此，本领域技术人员将理解，可以替代地使用其他布置和其他元件(例如机器、接口、操作、顺序和操作分组等)，并且可以根据期望的结果完全省略一些元件。此外，所描述的许多元件是功能实体，其可以以任何合适的组合和位置实现为离散或分布式部件或与其他部件结合，或者可以组合描述为独立结构的其他结构元件。

虽然本文已经公开了各个方面和实施方式，但是其他方面和实施方式对于本领域技术人员来说将是显而易见的。这里公开的各个方面和实施方式是出于说明的目的而不是限制性的，真正的范围由所附权利要求以及这些权利要求所赋予的等同物的全部范围来指示。还应理解，本文使用的术语仅用于描述特定实施方式的目的，而不是限制性的。