详情

原文传递一种小型无人机恒张力供电系统

专利名称：	一种小型无人机恒张力供电系统
摘要：	本发明公开了一种小型无人机恒张力供电系统，包括供电子系统、卷放线子系统、检测子系统和和驱动子系统。其中供电子系统包括滑环和供电线缆，供电线缆一端通过滑环连接地面电源站，另一端在外滚筒上卷绕后引出连接无人机为其供电；卷放线子系统包括内滚筒、外滚筒和安装于二者之间的扭簧，通过外滚筒的转动可实现收放线，扭簧产出扭矩作用于外滚筒，保证供电线缆上始终保持张力；检测子系统检测内滚筒和外滚筒之间的角度差，并产生控制信号驱动步进电机运动。本发明通过轻质供电线缆为无人机供电，并可根据无人机飞行高度和距离实现自动收放线功能，实现无人机在空中长时间飞行。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	清华大学
发明人：	邵珠峰;尤政;彭发忠;张兆坤;邓豪;李海圣
专利状态：	有效
申请日期：	2019-03-07T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-21T00:00:00+0800
申请号：	CN201910173288.5
公开号：	CN109774507A
代理机构：	北京中索知识产权代理有限公司
代理人：	刘翔
分类号：	B60L53/14(2019.01);B;B60;B60L;B60L53
申请人地址：	100084 北京市海淀区清华园1号
主权项：	1.一种小型无人机恒张力供电系统，其特征在于：包括供电子系统、卷放线子系统、检测子系统和和驱动子系统，所述供电子系统包括滑环(8)和供电线缆(16)，供电线缆(16)一端通过滑环(8)连接地面电源站(36)，另一端在外滚筒(11)上卷绕后引出连接小型无人机(38)为其供电；所述卷放线子系统包括内滚筒(29)、外滚筒(11)和安装于二者之间的扭簧(17)，三者同轴安装，供电线缆(16)卷绕在外滚筒(11)上，通过外滚筒(11)的转动可实现收放线；所述检测子系统包括滚筒转动角度检测装置，用于检测内滚筒(29)和外滚筒(11)之间的角度差，并根据设定的触发值产生控制信号驱动步进电机(30)运动；所述驱动子系统包括步进电机(30)、主动带轮(32)、从动带轮(26)和同步带(28)，从动带轮(26)通过键(23)与内滚筒转轴(21)固联。 2.根据权利要求1所述的一种小型无人机恒张力供电系统，其特征在于：所述滑环(8)外壳固定在固定架(1)上，并且滑环(8)与外滚筒(11)同轴，滑环(8)一端连接电源输入线(7)，另一端连接供电电缆(16)，保证供电电缆(16)在转动时仍与电源稳定连接。 3.根据权利要求1或2所述的一种小型无人机恒张力供电系统，其特征在于，扭簧(17)内侧与内滚筒(29)固联，外侧与外滚筒(11)固联，当内滚筒(29)和外滚筒(11)之间存在角度差时，扭簧(17)将在二者之间产生一扭矩，为保证外滚筒(11)平衡，供电电缆上(16)将产生一拉力，从而达到使供电电缆(16)张紧的目的。 4.根据权利要求3所述的一种小型无人机恒张力供电系统，其特征在于，所述滚筒转动角度检测装置可由编码器完成，或者限位开关完成。 5.根据权利要求4所述的一种小型无人机恒张力供电系统，其特征在于，当使用编码器(2)实现检测功能时，在外滚筒(11)左挡板(12)上同轴安装有齿轮II(4)，编码器(2)安装在固定架(1)上，在编码器(2)轴上安装有齿轮I(3)，齿轮I(3)与II相互啮合(4)，从而将外滚筒(11)转动角度传递到编码器(2)轴，从而实现对外滚筒(11)转动角度的检测。 6.根据权利要求4所述的一种小型无人机恒张力供电系统，其特征在于，当使用限位开关实现检测时，限位开关(33，34)的个数为2，安装于外滚筒(11)内壁上，并在内滚筒(29)侧面上设置有相应的凸起(292)，当达到转角差时，凸起(292)将与限位开关触点(331)接触，触发步进电机(30)运动信号。 7.根据权利要求1或2所述的一种小型无人机恒张力供电系统，其特征在于，当小型无人机(38)飞行高度上升或者飞行距离增大时，供电线缆(16)上拉力将增大，从而可带动外滚筒(11)克服扭簧(17)扭矩逆时针转动，实现自动放线；当小型无人机(38)飞行高度下降或者飞行距离减小时，供电线缆(16)上拉力将减小，外滚筒(11)在扭簧(17)扭矩作用下产生顺时针转动，实现自动收线。 8.根据权利要求1或2所述的一种小型无人机恒张力供电系统，其特征在于，当步进电机(30)收到来自检测子系统的信号时，步进电机(30)产生相应的转动，并通过带传动系统传递至内滚筒(29)，驱动内滚筒(29)产生相应转动，跟随外滚筒(11)的转动方向和角度，回补二者之间的角度差值，使扭簧(17)回复到初始状态，为下一次收放线做准备。
所属类别：	发明专利