[发明专利]一种系留无人机线缆张力控制装置及方法

摘要

本发明提供了一种系留无人机线缆张力控制装置，根据线缆张力大小变化对应调整伺服减速电机对应进行加速、减速或者停止启动，以实现在线缆张力过大时，降低伺服减速电机的速度或者使其停止，减小对空心杯电机在收线或放线时的牵引力；以及在线缆张力过小时，提高伺服减速电机的速度或者控制器启动，以对应增加对空心杯电机在收线或放线时的牵引力，从而始终保持线缆张力在正常张力松紧适度的范围内变化。与现有技术相比，本发明可以根据线缆张力大小进行适应性调整施加于线缆上的牵引力，从而既可以避免线缆张力过大而导致线缆中光纤损坏的情况，又能够避免因张力过小而导致线缆打结的情况。本发明还提供了一种系留无人机线缆张力控制方法。

主权项

1.一种系留无人机线缆张力控制方法，通过无人机线缆张力控制装置实现，所述控制装置包括壳体，所述壳体内安装有空心杯电机、滑轮、绕线盘、导轮、支撑杆、伺服减速电机和控制板，所述滑轮与所述空心杯电机连接，并通过所述空心杯电机带动而转动；所述导轮根据线缆张力大小而对应向上或向下运动，且所述导轮的中心轴与所述支撑杆的上端连接，以带动支撑杆的上端随导轮向上或向下运动，所述支撑杆的下端安装有一角度传感器，用于在支撑杆上端向上或者向下运动时，对应获取支撑杆与水平面的角度值，并将该角度值对应发送给控制板；其中，线缆一端连接系留无人机，另一端由设置于壳体上的出线口进入壳体，并依次绕导轮、滑轮后缠绕在绕线盘上，其特征在于，所述方法包括：设定线缆张力与角度传感器检测到的角度值之间的关系，设定线缆张力最大时，角度传感器检测到的角度值为A；设定线缆张力正常时，角度传感器检测到的角度值为B；线缆张力最小时，角度传感器检测到的角度值为C，且C<B<A，其中当线缆张力过大时，伺服驱动器的控制伺服减速电机减速或者停止工作，当线缆张力过小时，伺服驱动器的控制伺服减速电机启动或者加速；在正常情况下，线缆张力处于松紧适度状态，此时导轮处于初始工作状态，空心杯电机转动带动线缆收线或者放线，伺服减速电机通过伺服驱动器控制，对应处于正常速度工作状态，对线缆收线或者放线对应提供一定的牵引力，而支撑杆保持不变，对应安装在支撑杆一端的角度传感器获取的角度值为B；当空心杯电机转动带动线缆收线或者放线，线缆张力变大时，线缆处于绷紧状态，受到线缆张力增大影响，导轮会向上抬起，对应带动支撑杆随之向上抬起，而角度传感器获取的角度值由B向A逐渐变大，当线缆张力将要达到线缆即将损坏的阈值时，对应的支撑杆抬起到的位置对应角度值为A，此时如果张力继续增加的话，角度就会超过A，就会存在线缆因张力过大而导致损坏的情况出现，为了防止线缆损坏，角度传感器将获取的角度值对应发送给PID控制器，通过PID控制器对应控制电磁离合器与电机吸合，并将角度传感器此时获取的角度值反馈给伺服电机驱动器，通过伺服电机驱动器控制伺服减速电机进行减速，直至停止，而停止时，电磁离合器与电机分离；从而以减小对线缆的牵引力，之后则只需要通过空心杯电机转动带动线缆收线或者放线即可保证线缆处于松紧适度状态；当空心杯电机转动带动线缆收线或者放线，线缆张力变小时，线缆处于过松状态，容易出现线缆打结的问题，受到线缆张力减小影响，导轮向下回落，对应带动支撑杆随之向下运动，而角度传感器获取的角度值由B向C逐渐变小，当线缆张力将要达到线缆即将出现打结情况的阈值时，对应的支撑杆下落到的位置对应角度值为C，此时如果张力继续减小的话，角度值就会小于C，此时就会存在线缆因张力过小而导致线缆打结的情况出现，为了防止线缆打结，角度传感器将获取的角度值对应发送给PID控制器，通过PID控制器对应控制电磁离合器与电机吸合，并将角度传感器此时获取的角度值反馈给伺服电机驱动器，通过伺服电机驱动器控制伺服减速电机进行加速，通过伺服减速电机加速实现空心杯电机收线或者放线时牵引力适当增加，之后则只需要通过空心杯电机转动带动线缆收线或者放线即可保证线缆处于松紧适度状态。