[發明專利]無人機系留纜智能模糊收放系統的控制方法

有效

• 申請號: 201910020947.1
• 申請日: 2019-01-09
• 公開（公告）號: CN109761114B
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: 顧偉峰;李文華;夏勁松;劉長明
• 申請（專利權）人: 蘇州全波通信技術股份有限公司
• 主分類號: B65H75/44
• 分類號: B65H75/44
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

1.一種基于無人機系留纜智能模糊收放系統的控制方法，其特征在于，所述收放系統包括：驅動控制電路模塊以及分別與之相連的無人機飛控通信模塊、用于采集無人機系留電纜上的實時張力的壓力傳感模塊、放線盤、橫向步進電機、收放線同步電機、電子離合器、角度傳感器、單向轉軸以及用于防止放線過程中放線盤的慣性轉動而導致線纜的亂線狀態的電子阻尼器，其中：無人機飛控通信模塊將無人機飛控的高度數據輸入到驅動控制電路模塊，壓力傳感模塊將線纜壓力采樣信號輸出至驅動控制電路模塊，角度傳感器將橫向步進電機的轉速信號和收放線同步電機的轉速信號輸出至驅動控制電路模塊，橫向步進電機和收放線同步電機分別接收驅動控制電路模塊輸出的位移控制信號，電子離合器接收驅動控制電路模塊輸出的離合器控制信號，電子阻尼器接收驅動控制電路模塊輸出的力矩控制信號，用于防止放線過程中放線盤的慣性轉動而導致線纜的亂線狀態；

所述的控制方法包括：收線模式、放線模式、放線長度模糊狀態控制模式和拉力測試模式，其中：收線模式下離合器鎖定且有效摩擦轉矩F1＞F2，其中：F1為離合器有效摩擦轉矩，F2為系留無人機在放線盤的轉矩＝出線口拉力/放線盤即時有效直徑D1；放線模式下離合器脫開系統只由單向轉軸和電子阻尼器提供能夠防止放線盤慣性自轉的阻尼轉矩且阻尼轉矩F3＞F4，其中：F3為阻尼轉矩，F4為放線盤即時的轉動慣性；F4是會隨著放線盤上剩余線纜和出線速度而實時變化；放線長度模糊狀態控制模式將允許多放出長度為L的弧形電纜來減少環境對無人機的影響，當放完全部預留長度L以后，系統將鎖定離合器并進入拉力測試模式；拉力測試模式為：當風力導致系纜上的張力大于f時，系統將向飛控發出降落命令，迫降無人機，其中：f為設定的系纜最大拉力。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征是，所述的壓力傳感模塊采用0-15Kg范圍的張力傳感器；系留無人機系留電纜上的實時張力保護點設定在電纜安全值內，由控制電路實現系留電纜拉力的保護功能。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征是，所述的收放線同步電機采用小型60系列同步伺服電機扭力4N/m，通過離合器進行放線盤的收線，該離合器收線狀態為鎖定。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征是，所述的橫向步進電機實現線纜的橫向排列，其轉動方向則取決于系統當前狀態為收線還是放線。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征是，所述的角度傳感器采用光電傳感器，由于線纜直徑為4mm，因此放線盤每轉一圈橫向X軸位移將左右移動4mm，橫向步進電機的轉動方向則取決于系統當前狀態為收線還是放線。

6.根據權利要求3所述的方法，其特征是，所述的離合器的有效摩擦力為5N/m＞同步伺服電機扭力4N/m。