[實用新型]一種系留浮空氣球平臺

有效

• 申請號: 201720021204.2
• 申請日: 2017-01-10
• 公開（公告）號: CN206476087U
• 公開（公告）日: 2017-09-08
• 發明（設計）人: 熊純;史章磊;陳琦;杜超
• 申請（專利權）人: 湖南航天遠望科技有限公司
• 主分類號: B64B1/54
• 分類號: B64B1/54;B64B1/58;B64B1/62;B64B1/66;H02J7/35
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司43113
• 代理人: 郭立中,鄭俊超

技術領域

本實用新型屬于輕于空氣飛行器領域,具體涉及一種系留浮空氣球平臺。

背景技術

浮空器是一種依靠密度輕于空氣的浮升氣體實現定點滯空或飛行的航空飛行器，具有效費比高、滯空時間長等特殊使用優勢，在通信、信息傳輸等技術領域內具有廣泛應用前景。

為了實現對寬廣地面及偏遠山區用戶的通信、信息傳輸等目的，將通信、信息傳輸用的無線移動通訊基站等設備安裝到浮空器上，并且通過地面供電等措施，保障空中基站正常工作，依賴浮空器平臺滯空時間長的優勢，在一定時間范圍內可實現平臺無人值守工作。

然而在偏遠地區，由于敷設供電線路成本高，能夠為空中通訊基站提供電源的方法只有蓄電池或地面太陽能電站。其中，蓄電池容量有限，需要工作人員頻繁更換電池，而地面太陽能電站受風沙、日照角度與時間的影響，供電能力有限，并且由于地面太陽能電站架設周期長、費用高，難以適應空中通訊基站的快速部署需求。

目前作為空中通訊基站平臺的艇型或球型浮空器都是單個設計，一方面，由于其尺寸體積大，對浮空器囊體材料強度要求高，從而導致浮空器制造成本高昂。另一方面，這種單一的艇型或球型浮空器不適于高效能硬質太陽能電池板在囊體上的固定安裝。而且體積龐大的浮空器平臺在滯空狀態時，受風力的影響，會朝某一個方向旋轉，抗風性能弱。同時還存在升空回收操作困難等不足。

實用新型內容

針對上述問題，本實用新型旨在提供一種對囊體材料要求低、成本低、抗風性好、可實現長期無人值守的系留浮空氣球平臺。

本實用新型解決問題的技術方案是：一種系留浮空氣球平臺，包括由至少三個相互連接并緊密接觸的浮空氣球構成的氣球陣、固定于氣球陣頂部的太陽能電池組件、固定于氣球陣底部的設備安裝臺、主系留繩、以及固定于地面的地面系留裝置；

每一個浮空氣球的底部均連接有聚合繩，所有聚合繩匯集到一起并與主系留繩上端連接，主系留繩下端與地面系留裝置連接。

上述方案中，浮空氣球的囊體可采用球型充氣膜結構，采用輕質柔性復合材料，如高分子薄膜材料、PU或PVC涂層復合材料制造，具有較低的材料重量，較好的氣密性。氣球囊體頂部及底部的連接處均采用柔性連接。設備安裝臺為采用輕質、高強剛性材料（如鋁合金、碳纖維復合材料等）制造的剛性結構桁架，其上設置有安裝接口，通過安裝接口裝配連接各種電子設備。

優選的，氣球陣由三個充滿浮升氣體（氫氣、氦氣等）的浮空氣球構成。

一種優選的方案中，在其中一個浮空氣球的下部設有迎風兜，所述迎風兜為與浮空氣球固定連接的可擺動、扭曲的柔性平面，迎風兜的下端連接有張拉繩，張拉繩的另一端與主系留繩的上端連接。

另一種優選的方案中，在位于同一直線上的浮空氣球中、每個浮空氣球下部均設有迎風兜，所有迎風兜位于同一直線上并朝向同一方向，每個迎風兜的下端連接有張拉繩，張拉繩的另一端與主系留繩的上端連接。

在不設計迎風兜的情況下，滯空時，氣球受到高空的風影響，可能存在朝某一方向不停旋轉的問題。

上述方案中，在設置一個迎風兜的情況下，朝某一側面吹來的風被迎風兜遮擋，浮空氣球隨之轉動一定偏角，但在主系留繩的約束下，又會回轉，使得在風力影響下，氣球始終在一個小角度范圍內來回小幅偏擺。設置兩個或更多個迎風兜是為了增大兜風的面積，從而縮小偏擺幅度。因此，通過迎風兜可使得系留浮空氣球平臺在滯空工作時，實現其姿態的自動調節，避免朝某一個方向不停旋轉的問題。迎風兜可采用三角形或等腰梯形結構，采用柔性高分子復合材料制作，與囊體底部可靠連接。

進一步的，所述浮空氣球的囊體內設有空氣囊、以及控制空氣囊內的空氣進出的控制組件。

所述控制組件包括閥門、風機等常規壓力控制部件，是現有技術常用的部件。目的是使囊體保持較為恒定的工作壓力，進一步提高囊體工作時的安全性。

進一步的，在相鄰浮空氣球的接觸面之間設有將相鄰的浮空氣球之間相對固定的交叉系繩。設計交叉系繩是為了提高氣球的整體平穩性和結構安全。

具體的，所述地面系留裝置包括固定于地面的柔性墊、用于收放主系留繩的主卷揚機，主卷揚機設置在浮空氣球的正下方。所述柔性墊可以為氣墊、海綿墊、泡沫墊等。

所述柔性墊與浮空氣球的數量相同，且為中空的環形結構，其環心的間距與浮空氣球之間的球心間距相等。

優選的，每一個浮空氣球的底部還設有輔助系留繩，所述地面系留裝置還包括固定在地面上的輔助卷揚機，輔助卷揚機與輔助系留繩的數量相同，所述輔助系留繩的另一端與其對應的輔助卷揚機連接。