一种系留无人机线缆张力控制装置及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108190657A(43)申请公布日2018.06.22(21)申请号201810017353.0(22)申请日2018.01.09(71)申请人深圳市科卫泰实业发展有限公司地址518126广东省深圳市宝安区西乡鹤洲恒丰工业城C3栋二层(72)发明人朱琪宋文刚范桐桐黄敏才(51)Int.Cl.B65H75/42(2006.01)B65H59/38(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图3页(54)发明名称一种系留无人机线缆张力控制装置及方法(57)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。CN108190657ACN108190657A权利要求书1/2页1.一种系留无人机线缆张力控制装置，包括壳体，其特征在于，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，且在线缆张力过大时，导轮在线缆张力作用下向上运动，带动支撑杆上端向上运动，此时角度传感器检测到的角度值变大，控制板根据该角度值对应控制伺服减速电机减速，以减小线缆张力；以及在线缆张力过小时，导轮在线缆张力作用下向下运动，带动支撑杆上端向下运动，此时角度传感器检测到的角度值变小，所述控制板则根据该角度值对应控制伺服减速电机加速，以增加线缆张力。2.如权利要求1所述的系留无人机线缆张力控制装置，其特征在于，所述控制板上对应设置有PID控制器和伺服电机驱动器；所述角度传感器与所述PID控制器连接，所述PID控制器通过所述伺服电机驱动器与伺服减速电机连接；所述PID控制器用于对角度传感器获取的实时角度值进行计算分析，并输入控制指令到伺服电机驱动器，通过伺服电机驱动器对应控制所述伺服减速电机进行速度调整。3.如权利要求2所述的系留无人机线缆张力控制装置，其特征在于，所述控制板上还设置有一与所述PID控制器连接的电磁离合器，所述PID控制器用于对角度传感器获取的实时角度值进行计算分析，并根据分析结果对应控制所述电磁离合器与所述伺服减速电机吸合或分离，以控制所述伺服减速电机进行速度调整或停止转动。4.如权利要求3所述的系留无人机线缆张力控制装置，其特征在于，所述控制板上还设置有一固态继电器和一驱动器供电单元，所述PID控制器与所述固态继电器连接，所述固态继电器通过所述驱动器供电单元与所述伺服电机驱动器连接；所述PID控制器用于在所述伺服电机驱动器报警时，控制固态继电器的通断。5.如权利要求1所述的系留无人机线缆张力控制装置，其特征在于，所述壳体上安装有一触摸屏，所述触摸屏与所述控制板连接，用于设置所述导轮根据线缆张力增加对应向上到最高位置时，所述支撑杆与水平面的角度值A；设置所述导轮根据线缆张力适当对应位于中间位置时，所述支撑杆与水平面的角度值B；以及设置所述导轮根据线缆张力减小对应向下运动到最低位置时，所述支撑杆与水平面的角度值C。6.一种系留无人机线缆张力控制方法，其特征在于，包括步骤：根据线缆张力与角度传感器检测到的角度值正比关系，设定线缆张力最大时，角度传感器检测到的角度值为最大值A；设定线缆张力正常时，角度传感器检测到的角度值为标准值B；线缆张力最小时，角度传感器检测到的角度值为最小值C，且C<B<A；根据线缆收线或者放线过程中的张力大小，对应调整伺服减速电机的工作状态；其中，如线缆张力正常，则角度传感器检测到的角度值为标准值B，此时保持伺服减速电机的速度不变；如果线缆张力由正常逐渐增大，则角度传感器检测到的角度值对应从标准值B向最大值A逐渐变大，在此渐变过程中，对应控制伺服减速电机减速，以减小线缆