【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于浮空器领域，涉及一种自动纠偏张力自适应缆绳收放装置及系留气球。
技术介绍
1、系留气球是一种浮空器，主要使用氦气填充球体并依靠系留缆绳进行升空回收工作。系留气球目前在高空驻留监视、气象探测预警、移动中继通信等各领域已被广泛应用。
2、目前，用于系留气球系留缆绳收放的装置通常称为绞车、绞盘或缆绳收放装置，通常包含结构框架、驱动装置和卷筒等，结构框架为承力主体，卷筒用于储存系留缆绳，驱动装置用于缆绳收放工作的实现。工作时，驱动装置驱动卷筒转动，系留缆绳通过挠性摩擦依次分层卷绕在卷筒上，从而实现系留缆绳的持续卷绕收放。
3、通常，系留缆绳收放装置多为定制，即系留缆绳选定或工作模式确定后进行系留缆绳收放装置的设计与制造。理想状态下，在特定的工作模式与专用系留缆绳适配的情况下，系留缆绳收放装置才能较好的实现缆绳的收放，即缆绳在收放过程中保持收放功能正常、缆绳排列有序且缆绳张力合适。但在实际缆绳收放过程中，由于系留缆绳的长度通常较长，运动情况往往很复杂，系留缆绳的直径不均匀或缆绳椭圆度不一致，就会使得缆绳收放过程中的状态不一致，会出现排缆不同步、排缆有间隙等情况。缆绳在卷筒上进行多层排缆缠绕以后，缆绳的张力及进出口位置等均会发生变化，不利于系留缆绳的有序排缆，轻则排缆紊乱不齐，重则排缆功能失效，甚至会出现系留缆绳损坏的情况。
4、目前国内用于系留气球缆绳收放的缆绳收放装置方案结构通常较为简单，主要是为了实现功能，但在对于各种形式的系留缆绳自适应以及系留缆绳排缆效果优化及张力控制上的效果均不太
技术实现思路
1、专利技术目的：本专利技术的目的是针对现有系留气球用缆绳收放装置使用单一性、局限性等缺陷，专利技术了一种实用且适用性极好的缆绳收放装置，该型缆绳收放装置提供了一种全新的设计方案，通过设计自动纠偏张力补偿导向装置、张力控制装置、自适应排缆滑轮和实时控制调节系统等实现系留缆绳排缆过程中的自动纠偏控制、张力补偿控制及自适应排缆角度校正等，通过传感器对缆绳偏摆角度监测，偏角过大或过小时，控制自动补偿偏摆角度误差，实现缆绳自适应排缆，通过传感器对缆绳排缆张力进行监测，张力有明显波动时，控制自动补偿张力误差，保障排缆过程中特别是换向状态时缆绳的松紧度，提高缆绳的排列整齐度，能够解决系留缆绳在传统绞车收放过程中常见的问题。且该型缆绳收放装置的系留缆绳尺寸、长度、位置及使用工况等均可根据实际使用情况进行调整，操作使用方便快捷，适应性好，自动化程度高。该绳收放装置能够有效提高缆绳收放系统的适配性、同步性，降低系统的维护成本并延长系统的使用寿命，优化后的系统能够更加智能、高效地完成排缆任务，可使得系留缆绳的排缆全过程达到最佳匹配状态，可以更好的保护系留缆绳，延长系留缆绳的使用寿命，具有较好的应用前景。
2、技术方案：
3、第一方面，提供一种自动纠偏张力自适应缆绳收放装置，其特征在于，包括：框架底板(1)、缆绳缠绕卷筒(2)、自动纠偏张力补偿导向装置(3)、系留缆绳(4)、排缆丝杠组件(5)、排缆驱动控制装置(6)和卷筒驱动控制装置(8)；
4、框架底板(1)是整个缆绳收放装置的安装结构支承，缆绳缠绕卷筒(2)架设在框架底板(1)上，缆绳缠绕卷筒(2)前方架设排缆丝杠组件(5)，自动纠偏张力补偿导向装置(3)安装于排缆丝杠组件(5)的排缆滑块上；系留缆绳(4)在缆绳缠绕卷筒(2)与自动纠偏张力补偿导向装置(3)上工作；
5、排缆驱动控制装置(6)安装在排缆丝杠组件(5)一侧，卷筒驱动控制装置(8)安装在缆绳缠绕卷筒(2)一侧；
6、在卷筒驱动控制装置(8)的调节控制下工作，卷筒驱动控制装置(8)提供缆绳缠绕卷筒(2)工作时的动力且实时调整卷筒运行的速度及扭矩，同时缆绳缠绕卷筒(2)工作时的各状态参数也实时反馈给卷筒驱动控制装置(8)，排缆丝杠组件(5)在排缆驱动控制装置(6)的调节控制下工作，排缆驱动控制装置(6)提供排缆丝杠组件(5)工作时的动力且实时调整排缆丝杠运行的速度及扭矩，排缆驱动控制装置(6)与卷筒驱动控制装置(8)通过实时联动调节控制实现系留缆绳(4)的收放与排缆。
7、进一步的，缆绳缠绕卷筒(2)、排缆丝杠组件(5)、排缆驱动控制装置(6)和卷筒驱动控制装置(8)的底部均设置有伸缩调节装置(7)，伸缩调节装置(7)根据系留缆绳(4)进出的位置进行高度位置调整，以适应各种不同工况的使用需求。
8、进一步的，自动纠偏张力补偿导向装置(3)包括自动纠偏装置(31)、张力控制装置(32)、导向滑轮(33)和自适应滑轮支架(34)；
9、自适应滑轮支架(34)安装于排缆滑块上，内通过轴承安装导向滑轮(33)，系留缆绳(4)从自适应滑轮支架(34)入口绕到导向滑轮(33)，并换向从自适应滑轮支架(34)出口伸出；
10、自适应滑轮支架(34)的入口位置设置自动纠偏装置(31)；轴承上安装张力控制装置(32)；
11、自动纠偏装置(31)用于感应入口处的系留缆绳(4)的位置相对于标准位置的位置差信息，根据位置差信息自动调整排缆丝杠组件的运行以实现排缆过程的实时自动纠偏；
12、张力控制装置(32)用于采集系留缆绳在排缆过程中传递到导向滑轮的张力，计算张力偏差及补偿量，根据张力偏差及补偿量实时调整导向滑轮上的张力保证系留缆绳在排缆过程中始终处于排缆张力的最佳状态。
13、进一步的，自动纠偏装置(31)包括位置感应传感器(311)、位移控制单元(312)和纠偏执行机构(313)；
14、位置感应传感器(311)安装在自适应滑轮支架(34)的入口，纠偏执行机构(313)和位移控制单元(312)安装在自适应滑轮支架(34)外表面；
15、位移控制单元(312)位置感应传感器(311)和纠偏执行机构(313)电连接，纠偏执行机构(313)与排缆驱动控制装置(6)电连接；
16、系留缆绳(4)在排缆过程中，若出现排缆行进方向不同步现象时，位置感应传感器(311)将位移偏差信号传递给位移控制单元(312)，位移控制单元(312)计算位移偏差及纠偏量后反馈给纠偏执行机构(313)，排缆驱动控制装置(6)获得纠偏执行机构(313)的实时状态信号后自动调整排缆丝杠组件(5)的运行以实现排缆过程的实时自动纠偏。
17、进一步的，张力控制装置(32)包括第一张力控制器(321)、信号处理模块(322)和第二张力传感器(323)；
18、第一张力控制器(321)、信号处理模块(322)和第二张力传感器(323)都安装在轴承上；
19、第二张力传感器(323)实时采集系留缆绳(4)在排缆过程中传递到导向滑轮(33)的张力，排缆张力偏大或偏小时，信号处理模块(322)计算张力偏差及补偿量后反馈给第一张力控制器(321)，张力控制器实时调整作用于导向滑轮(33)上的张力保证系留缆绳(4)本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种自动纠偏张力自适应缆绳收放装置，其特征在于，包括：框架底板(1)、缆绳缠绕卷筒(2)、自动纠偏张力补偿导向装置(3)、系留缆绳(4)、排缆丝杠组件(5)、排缆驱动控制装置(6)和卷筒驱动控制装置(8)；
2.根据权利要求1所述的缆绳收放装置，其特征在于，缆绳缠绕卷筒(2)、排缆丝杠组件(5)、排缆驱动控制装置(6)和卷筒驱动控制装置(8)的底部均设置有伸缩调节装置(7)，伸缩调节装置(7)根据系留缆绳(4)进出的位置进行高度位置调整，以适应各种不同工况的使用需求。
3.根据权利要求1所述的缆绳收放装置，其特征在于，自动纠偏张力补偿导向装置(3)包括自动纠偏装置(31)、张力控制装置(32)、导向滑轮(33)和自适应滑轮支架(34)；
4.根据权利要求3所述的缆绳收放装置，其特征在于，自动纠偏装置(31)包括位置感应传感器(311)、位移控制单元(312)和纠偏执行机构(313)；
5.根据权利要求4所述的缆绳收放装置，其特征在于，张力控制装置(32)包括第一张力控制器(321)、信号处理模块(322)和第二张力传感器(323
6.根据权利要求5所述的缆绳收放装置，其特征在于，自适应滑轮支架(34)包括：滑轮框架(341)、自适应旋转铰链(342)、滑轮伸缩机构(343)和调节控制单元(344)；
7.根据权利要求1所述的缆绳收放装置，其特征在于，卷筒驱动控制装置(8)包括：动力装置、电控柜、控制系统及状态显示器；控制系统通过电控柜驱动动力装置转动缆绳缠绕卷筒(2)，并实时在状态显示器上显示状态。
8.一种系留气球，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种自动纠偏张力自适应缆绳收放装置，其特征在于，包括：框架底板(1)、缆绳缠绕卷筒(2)、自动纠偏张力补偿导向装置(3)、系留缆绳(4)、排缆丝杠组件(5)、排缆驱动控制装置(6)和卷筒驱动控制装置(8)；
2.根据权利要求1所述的缆绳收放装置，其特征在于，缆绳缠绕卷筒(2)、排缆丝杠组件(5)、排缆驱动控制装置(6)和卷筒驱动控制装置(8)的底部均设置有伸缩调节装置(7)，伸缩调节装置(7)根据系留缆绳(4)进出的位置进行高度位置调整，以适应各种不同工况的使用需求。
3.根据权利要求1所述的缆绳收放装置，其特征在于，自动纠偏张力补偿导向装置(3)包括自动纠偏装置(31)、张力控制装置(32)、导向滑轮(33)和自适应滑轮支架(34)；
4.根据权利要求3所述的缆绳收放装置，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：张凡，王龙，赖贞华，罗贤斌，舒欣，万欢，
申请(专利权)人：中国特种飞行器研究所，
类型：发明
国别省市：
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