[發明專利]一種無人艇船載海上風箏拖曳式通信系統

在審

• 申請號: 202310472428.5
• 申請日: 2023-04-27
• 公開（公告）號: CN116605360A
• 公開（公告）日: 2023-08-18
• 發明（設計）人: 鄭建勇;楊皓麟;邵文韞;郄彤彤;劉傳武;蔣文濤;王朝華
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: B63B35/00
• 分類號: B63B35/00;B63B27/08;B64C31/06;B64F3/00;B64F3/02;B64U10/50;B64U10/60;B64U80/84;H04B7/145;B64U101/20
• 代理公司: 上海新隆知識產權代理事務所(普通合伙) 31366
• 代理人: 金利琴

本發明公開一種基于無人艇船載海上風箏拖曳式通信系統，由復合纜繩、纜繩收放框架、電機、卷筒、帶輪、同步帶輪、軸承、軸承座和翼傘組成，纜繩收放框架上搭載電機用于對系統的驅動，將電機與兩個同步帶輪與皮帶連接進行傳動；旋轉滾筒通過安裝軸承與軸承座和連接好的同步帶輪結合，使電機能夠正常帶動滾筒進行旋轉；無線通信電臺通過在其上下共八個角上固定連接繩，與翼傘進行固定，保證無線電臺在滑翔過程中的穩定性，通過復合纜繩連接兩部分，復合纜繩能對無線通信電臺進行供電，通過滑環連接電源后，無人艇實現快速前行，在風的作用下放飛風箏。本發明不僅能通過放飛的高度極大地提升通信能力，還能保證中繼通信節點工作的穩定性。

技術領域

本發明涉及一種無人艇船載海上風箏拖曳式通信系統，是一種通過無人艇拖曳著拖曳傘，拖曳傘上搭載著通信中繼設備，能夠將設備提升到上百米的高度的系統，屬于海上通信領域。

背景技術

海上通信是通信構架中的一個重要分支，隨著全球商業的增長，對經濟實惠的高速海上通信的需求也增加了。不幸的是，在遠海海域，陸地的通訊已經無法覆蓋，艦船想要和陸地聯系往往采用衛星電話，但是，衛星電話費用極其昂貴，基本上只限于軍隊使用。然而作為民間船只，如遠洋漁業，遠洋貨運等，采用衛星通訊則成本太高。且遠海海域中，會出現通信距離短，通信范圍小，受地球曲率影響大等因素，嚴重影響船只與外界的通信。而通過把天線加高擴大通信能力這種方式，不僅擴大能力不足，并且在航行過程中，天線還會受到各種氣候和環境影響，進而影響無線通信的能力。所以，能否自如地收放風箏系統，是保持系統穩定性的關鍵。此外，通過選擇不同形狀的傘翼，是保持系統在放飛狀態下保持穩定性也是海上風箏系統面臨的挑戰之一。

近些年來，研究者們對上述挑戰進行了大量的探索，研發了一系列的海上風箏系統。例如：系在風箏發電原點上的可變翼展風箏風力機；基于捕捉風的強度來推動船舶行駛風箏系統；基于拖曳式的聲納系統；在水中拖曳的海上發電系統等。這些系統將海上風箏系統用于海上風能發電和輔助船只前行，幫助船只節能減排，沒有將海上風箏系統與通信架構聯系起來。

發明內容

本發明的目的是為了目前遠海通信距離短，范圍小的問題，提出一種無人艇船載海上風箏拖曳式通信系統。該裝置采用海上風箏系統將無人艇的通信平臺放飛到空中，以實現對無線通信范圍的擴大。

為了達到上述要求，本發明的構思：

本發明設計的海上風箏系統具有易收放，穩定性好，無人艇占據空間面積小等特點。該系統的風箏選用鳥翼型傘面，能夠很好地在滑翔過程中保持穩定，并且搭載有無線通信電臺，重量輕，易于對風箏的收放。通過纜繩與無人艇上的收放系統進行連接。收放系統通過電機進行驅動，因為風箏系統的重量小，電機的功率要求不是很高。通過由電機帶動同步帶和皮帶，從而使卷筒轉動來實現纜繩的收放。整個系統安裝在無人艇的船尾的小部分空間。

根據上述發明構思，本發明采用下述技術方案：

一種無人艇船載海上風箏拖曳式通信系統，包括收放系統和風箏系統，兩個系統通過復合纜繩進行連接；所述風箏系統包括翼傘，在翼傘上搭載無線通信電臺，建立無線通信電臺與船體通信系統的鏈路；所述收放系統置于無人艇上，包括纜繩收放框架，設于該纜繩收放框架內的電機、旋轉滾筒、2個同步帶輪、軸承和軸承座，2個同步帶輪通過皮帶連接，電機驅動2個同步帶輪轉動，所述旋轉滾筒通過軸承和軸承座與所述同步帶輪結合，使電機帶動所述旋轉滾筒旋轉。

進一步地，所述無線通信電臺通過在上下共八個角上固定連接繩與所述翼傘固定；所述復合纜繩通過滑環連接電源，對無線通信電臺進行供電。

進一步地，所述旋轉滾筒由導桿和絲桿組成，所述導桿和絲桿基于同一個雙控軸承座，絲桿有一個軸承進行穩定，同時還配有卷揚機的排線機構進行傳動，該排線機構和軸承采用緊固型法蘭環連接。

進一步地，所述纜繩收放框架使用剛性材料制成。

進一步地，所述復合纜繩的長度保持為150到250米。