一种系留无人机用高强超轻光电复合拖曳缆绳及其编织工艺的制作方法

本发明涉及一种拖曳缆绳，特别涉及一种系留无人机用高强超轻光电复合拖曳缆绳及其编织工艺，属于系留无人机技术领域。

背景技术：

系留无人机是将无人机和光电复合系留缆绳结合起来实现的无人机系统，系留无人机通过光电复合缆绳传输电能，使无人机可以不受电能限制而长时间停留在空中，但是目前的系留缆绳存在一些缺点：

1、目前市场上使用的系留缆绳机械寿命较短，在反复收放50次左右就会出现明显的性能下降、表面磨损情况；

2、光电复合系留缆绳无法在下雨天正常使用，在雨水的冲刷下，系留缆绳会吸收雨水，使缆绳重量增加，无人机在过重的缆绳拉扯下无法正常工作。目前市场上使用的系留缆绳吸水率均大于5%；

3、系留无人机的工作环境是在室外，其配套系留缆绳由于长时间暴露在紫外线下，老化较快，光性能的减弱尤为明显，目前市场上使用的系留缆绳正常使用半年，其光性能会衰弱10%左右。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种系留无人机用高强超轻光电复合拖曳缆绳及其编织工艺，以解决上述背景技术中提出的缆绳机械寿命较短、吸水率大和光性能衰弱较快的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种系留无人机用高强超轻光电复合拖曳缆绳及其编织工艺，包括电缆线束，所述电缆线束由若干根电力导线和一根光纤组成，若干所述电力导线与光纤的连接中心处设有填充芯，若干所述电力导线与光纤两两之间与若干限位板的一侧相贴合，若干所述限位板的另一侧分别与若干弹性海绵条的一侧固定连接，若干所述弹性海绵条的另一侧均与环形固定箍的内壁固定连接，所述环形固定箍的外侧设有包覆有高强纤维护套，所述高强纤维护套的外侧复合薄膜，所述高强纤维的外壁涂有阻燃涂层。

作为本发明的一种优选技术方案，所述限位板的横截面呈A字形，所述限位板顶部的两侧均向内凹进。

作为本发明的一种优选技术方案，所述复合薄膜的外侧间隔若干卡槽，卡槽内部系有束绳，束绳置于卡槽外侧的一端固定设有塑料引流条。

作为本发明的一种优选技术方案，所述高强纤维护套由若干根超高分子量聚乙烯纤维编织而成。

作为本发明的一种优选技术方案，所述复合薄膜由聚丙烯PP制成，复合薄膜通过胶粘剂与高强纤维护套的表面胶粘复合。

作为本发明的一种优选技术方案，所述光电复合拖曳缆绳编织工艺步骤如下：

1）复合胶水的制备：先制备抗氧化剂10-15份、抗紫外线剂15-20份、炭纤维粘合剂3-8份、环氧树脂8-15份和莫来粉2-5份，将这些原材料均放置于超声波搅拌器中搅拌20min；

2）纤维制条：将若干超高分子量聚乙烯纤维通过常规纺纱工序制成纤维条；

3）纤维护套的制备：将2）步骤中制成的纤维条经过六边形双绞合工艺编织成纤维护套，并将纤维护套浸入1）步骤中制备出的复合胶水中3h，再将浸润后的纤维护套放入烘干机中以90-110摄氏度的温度烘干，烘干后的纤维护套放置于惰性气体养护19h；

4）将3）步骤制得的纤维护套包覆于若干个环形固定箍的外侧，并在纤维护套的外侧包覆涂有阻燃涂层的复合薄膜。

作为本发明的一种优选技术方案，所述高强纤维护套与环形固定箍之间涂有防腐蚀剂。

作为本发明的一种优选技术方案，所述电力导线为航空镀银导线，光纤为抗微弯光纤。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明一种系留无人机用高强超轻光电复合拖曳缆绳及其编织工艺，有益效果在于：

1、本发明通过特殊的编织工艺把电力导线和光纤紧密束缚在一起，不仅保证了缆绳的柔软，电缆扭力几乎为零，且可增强缆绳的耐反复收放性能，经过多次试验，可以保证反复收放5000次不会有光性能和电性能的的衰减，缆绳表面不会有明显的磨损，强度可以达到100kg，远大于自重及风力影响；

2、本发明在下雨天使用，不会吸收雨水，可以保证无人机在下雨天的正常工作；

3、本发明在室外长时间暴露在紫外线下，可以保证其性能不会衰减，且光性能衰减为0。

附图说明

图1为本发明的剖面结构示意图；

图2为本发明的环形固定箍结构示意图；

图3为本发明的束绳结构示意图；

图4为本发明的实施例2中的填充芯结构示意图。

图中：1、电缆线束；2、电力导线；3、光纤；4、填充芯；5、环形固定箍；6、高强纤维护套；7、复合薄膜；8、阻燃涂层；9、弹性海绵条；10、限位板；11、束绳；12、塑料引流条。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4，本发明提供了一种系留无人机用高强超轻光电复合拖曳缆绳及其编织工艺，包括电缆线束1，电缆线束1由若干根电力导线2和一根光纤3组成，若干电力导线2与光纤3的连接中心处设有填充芯4，若干电力导线2与光纤3两两之间与若干限位板10的一侧相贴合，若干限位板10的另一侧分别与若干弹性海绵条9的一侧固定连接，若干弹性海绵条9的另一侧均与环形固定箍5的内壁固定连接，环形固定箍5的外侧设有包覆有高强纤维护套7，高强纤维护套7的外侧复合薄膜6，高强纤维7的外壁涂有阻燃涂层8。

优选的，限位板10的横截面呈A字形，限位板10顶部的两侧均向内凹进，可对电力导线2和光纤3进行限位固定。

优选的，复合薄膜6的外侧间隔若干卡槽，卡槽内部系有束绳11，束绳11置于卡槽外侧的一端固定设有塑料引流条12，束绳11和塑料引流条12可在下雨时引流雨水，避免雨水顺延缆绳滑落增加缆绳的重量。

优选的，高强纤维护套7由若干根超高分子量聚乙烯纤维编织而成，提高了缆绳的轻便性。

优选的，复合薄膜6由聚丙烯PP制成，复合薄膜6通过胶粘剂与高强纤维护套6的表面胶粘复合，增加了复合薄膜6与高强纤维护套6之间的牢固性。

优选的，所述光电复合拖曳缆绳编织工艺，通过如下步骤实现：

1）复合胶水的制备：先制备抗氧化剂10-15份、抗紫外线剂15-20份、炭纤维粘合剂3-8份、环氧树脂8-15份和莫来粉2-5份，将这些原材料均放置于超声波搅拌器中搅拌20min；

2）纤维制条：将若干超高分子量聚乙烯纤维通过常规纺纱工序制成纤维条；

3）纤维护套的制备：将2）步骤中制成的纤维条经过六边形双绞合工艺编织成纤维护套，并将纤维护套浸入1）步骤中制备出的复合胶水中3h，再将浸润后的纤维护套放入烘干机中以90-110摄氏度的温度烘干，烘干后的纤维护套放置于惰性气体养护19h；

4）将3）步骤制得的纤维护套包覆于若干个环形固定箍5的外侧，并在纤维护套的外侧包覆涂有阻燃涂层8的复合薄膜7。

优选的，高强纤维护套7与环形固定箍5之间涂有防腐蚀剂，提高了缆绳的防腐蚀性。

优选的，电力导线2为航空镀银导线，光纤3为抗微弯光纤，保证了缆绳的柔软，降低了电缆的扭力。

实施例1

采用2个电力导线2和1个光纤3，且设定的环形固定箍5上设有的限位板10的数量为3个（其数量为电力导线2的数量与光纤3的数量之和），再将电力导线2和1个光纤3放置于环形固定箍5的内侧，并与限位板10贴合放置，2个电力导线2和1个光纤3之间放置一个与之匹配的填充芯4（如图1），以降低缆绳制备过程中的挤压对电力导线2与光纤3的破坏，设有的弹性海绵条9也可起到一定的缓冲作用，若干个环形固定箍5间隔设置于高强纤维护套6的内部，不仅降低了缆绳的重量，且可保障电力导线2与1个光纤的完整性。

实验数据如下表：

实施例2

采用3个电力导线2和1个光纤3，且设定的环形固定箍5上设有的限位板10的数量为4个，再将电力导线2和1个光纤3放置于环形固定箍5的内侧，3个电力导线2和1个光纤3之间放置一个与之匹配的填充芯4（如图4），将若干个环形固定箍5间隔设置于高强纤维护套6的内部，高强纤维护套6的外侧置于复合薄膜6的内部，复合薄膜6的外侧间隔若干卡槽，束绳11系于卡槽上，在下雨时塑料引流条12垂下将雨水落下，避免雨水顺延缆绳滑落增加缆绳的重量。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。