[发明专利]小型化系留无人机光电复合线缆自动收放装置及收放方法

权利要求书

1.一种小型化系留无人机光电复合线缆自动收放装置，其特征在于，包括支撑框架和安装在支撑框架内部的动力装置(3)、排线机构(4)、同步带传动机构(5)、导向轮组(6)以及安装在支撑框架外侧的张力控制单元(7)；动力装置(3)包括动力单元和用于缠绕复合线缆的绕线筒(31)，同步带传动机构(5)联接动力单元和排线机构(4)，动力单元通过同步带传动机构(5)带动排线机构(4)和绕线筒(31)同步转动；导向轮组(6)设置在排线机构(4)上，张力控制单元(7)布置在靠近排线机构(4)的一侧，复合线缆由绕线筒(31)引出，经导向轮组(6)导向和张力控制单元(7)调整张力后连接系留无人机；导向轮组(6)沿排线机构(4)轴向往复运动，动力单元控制绕线筒(31)正转或反转，实现复合线缆的收放。

2.如权利要求1所述的小型化系留无人机光电复合线缆自动收放装置，其特征在于，所述支撑框架包括左支撑框架(1)和右支撑框架(2)，两者围成一个方形框架结构，动力装置(3)、排线机构(4)、同步带传动机构(5)、导向轮组(6)布置在方形框架结构内部。

3.如权利要求2所述的小型化系留无人机光电复合线缆自动收放装置，其特征在于，所述动力装置3包括力矩电机(31)、光电滑环(32)、绕线筒(33)、编码器(34)、电机座(36)和右旋转轴(38)；力矩电机31、光电滑环(32)通过一对背对背角接触轴承(35)固定在电机座(36)上，编码器(34)通过一对面对面滚动轴承(37)安装在右旋转轴(38)上，电机座(36)和右旋转轴(38)同轴安装在绕线筒(33)的内部，构成收放线装置的旋转轴系，力矩电机(31)为收放线装置提供动力驱动，光电滑环(32)保证光电复合电缆可绕绕线筒(33)实现n×360°旋转，编码器(34)用来检测光电复合线缆的放缆速度和放缆长度。

4.如权利要求3所述的小型化系留无人机光电复合线缆自动收放装置，其特征在于，所述排线机构(4)包括双向丝杠(41)、牙型滑梭(42)、导轨(43)、左安装座(45)及右安装座(44)；双向丝杠(41)两端通过两对滚动轴承固定在左安装座(45)及右安装座(44)上，导轨(43)与双向丝杠(41)平行布置，限制作为螺旋副的牙形滑梭(42)跟随双向丝杠(41)转动，同时起到导向作用；排线过程中，双向丝杠(41)做圆周运动，月牙形的牙型滑梭(42)作水平运动实现排线。

5.如权利要求4所述的小型化系留无人机光电复合线缆自动收放装置，其特征在于，所述双向丝杠(41)的螺距为光电复合电缆的线径。

6.如权利要求5所述的小型化系留无人机光电复合线缆自动收放装置，其特征在于，所述同步带传动机构(5)包括主动带轮(39)、从动带轮(46)和同步带(8)，主动带轮(39)安装在所述动力装置旋转轴系上，从动带轮(46)安装在排线机构4的双向丝杠轴上，力矩电机(31)通过同步带(8)同时驱动旋转轴系和双向丝杠(41)的转动，实现绕线和往复排线动作的同步。

7.如权利要求6所述的小型化系留无人机光电复合线缆自动收放装置，其特征在于，所述同步带(8)的传动比为1:1，实现旋转轴系和双向丝杠(41)的速度匹配。

8.如权利要求7所述的小型化系留无人机光电复合线缆自动收放装置，其特征在于，所述导向轮组(6)包括三组内置滚动轴承的滑轮，分别记为：第一组滑轮(61)、第二组滑轮(62)和第三组滑轮(63)，光电复合电缆从绕线筒(31)绕出后依次经过三组滑轮，第一组滑轮(61)和第二组滑轮(62)轴线垂直并安装在牙形滑梭(42)上随双向丝杠(41)转动而水平移动，第三组滑轮(63)固定在方形框架结构上保证光电复合电缆出线方向不变以确保后续测力机构的准确。