CZ309014B6 - Napájecí stanice dronu - Google Patents

Napájecí stanice dronu Download PDF

Info

Publication number
CZ309014B6
CZ309014B6 CZ202061A CZ202061A CZ309014B6 CZ 309014 B6 CZ309014 B6 CZ 309014B6 CZ 202061 A CZ202061 A CZ 202061A CZ 202061 A CZ202061 A CZ 202061A CZ 309014 B6 CZ309014 B6 CZ 309014B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
cable
winding
regulator
rotary encoder
drone
Prior art date
Application number
CZ202061A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ202061A3 (cs
Inventor
Jiří Mrnuštík
Jiří Ing Mrnuštík
Original Assignee
Free Horizons s.r.o
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Free Horizons s.r.o filed Critical Free Horizons s.r.o
Priority to CZ202061A priority Critical patent/CZ309014B6/cs
Publication of CZ202061A3 publication Critical patent/CZ202061A3/cs
Publication of CZ309014B6 publication Critical patent/CZ309014B6/cs

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64F—GROUND OR AIRCRAFT-CARRIER-DECK INSTALLATIONS SPECIALLY ADAPTED FOR USE IN CONNECTION WITH AIRCRAFT; DESIGNING, MANUFACTURING, ASSEMBLING, CLEANING, MAINTAINING OR REPAIRING AIRCRAFT, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; HANDLING, TRANSPORTING, TESTING OR INSPECTING AIRCRAFT COMPONENTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B64F3/00—Ground installations specially adapted for captive aircraft
    • B64F3/02—Ground installations specially adapted for captive aircraft with means for supplying electricity to aircraft during flight
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H59/00—Adjusting or controlling tension in filamentary material, e.g. for preventing snarling; Applications of tension indicators
    • B65H59/38—Adjusting or controlling tension in filamentary material, e.g. for preventing snarling; Applications of tension indicators by regulating speed of driving mechanism of unwinding, paying-out, forwarding, winding, or depositing devices, e.g. automatically in response to variations in tension
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H75/00—Storing webs, tapes, or filamentary material, e.g. on reels
    • B65H75/02—Cores, formers, supports, or holders for coiled, wound, or folded material, e.g. reels, spindles, bobbins, cop tubes, cans, mandrels or chucks
    • B65H75/34—Cores, formers, supports, or holders for coiled, wound, or folded material, e.g. reels, spindles, bobbins, cop tubes, cans, mandrels or chucks specially adapted or mounted for storing and repeatedly paying-out and re-storing lengths of material provided for particular purposes, e.g. anchored hoses, power cables
    • B65H75/38—Cores, formers, supports, or holders for coiled, wound, or folded material, e.g. reels, spindles, bobbins, cop tubes, cans, mandrels or chucks specially adapted or mounted for storing and repeatedly paying-out and re-storing lengths of material provided for particular purposes, e.g. anchored hoses, power cables involving the use of a core or former internal to, and supporting, a stored package of material
    • B65H75/44—Constructional details
    • B65H75/4418—Arrangements for stopping winding or unwinding; Arrangements for releasing the stop means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H75/00—Storing webs, tapes, or filamentary material, e.g. on reels
    • B65H75/02—Cores, formers, supports, or holders for coiled, wound, or folded material, e.g. reels, spindles, bobbins, cop tubes, cans, mandrels or chucks
    • B65H75/34—Cores, formers, supports, or holders for coiled, wound, or folded material, e.g. reels, spindles, bobbins, cop tubes, cans, mandrels or chucks specially adapted or mounted for storing and repeatedly paying-out and re-storing lengths of material provided for particular purposes, e.g. anchored hoses, power cables
    • B65H75/38—Cores, formers, supports, or holders for coiled, wound, or folded material, e.g. reels, spindles, bobbins, cop tubes, cans, mandrels or chucks specially adapted or mounted for storing and repeatedly paying-out and re-storing lengths of material provided for particular purposes, e.g. anchored hoses, power cables involving the use of a core or former internal to, and supporting, a stored package of material
    • B65H75/44—Constructional details
    • B65H75/4457—Arrangements of the frame or housing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H75/00—Storing webs, tapes, or filamentary material, e.g. on reels
    • B65H75/02—Cores, formers, supports, or holders for coiled, wound, or folded material, e.g. reels, spindles, bobbins, cop tubes, cans, mandrels or chucks
    • B65H75/34—Cores, formers, supports, or holders for coiled, wound, or folded material, e.g. reels, spindles, bobbins, cop tubes, cans, mandrels or chucks specially adapted or mounted for storing and repeatedly paying-out and re-storing lengths of material provided for particular purposes, e.g. anchored hoses, power cables
    • B65H75/38—Cores, formers, supports, or holders for coiled, wound, or folded material, e.g. reels, spindles, bobbins, cop tubes, cans, mandrels or chucks specially adapted or mounted for storing and repeatedly paying-out and re-storing lengths of material provided for particular purposes, e.g. anchored hoses, power cables involving the use of a core or former internal to, and supporting, a stored package of material
    • B65H75/44—Constructional details
    • B65H75/4481—Arrangements or adaptations for driving the reel or the material
    • B65H75/4484—Electronic arrangements or adaptations for controlling the winding or unwinding process, e.g. with sensors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Storing, Repeated Paying-Out, And Re-Storing Of Elongated Articles (AREA)

Abstract

Napájecí stanice dronu má ve skeletu uložen navíjecí válec (2) poháněný reverzním motorem (3). Pod válcem (2) má umístěnu s ním rovnoběžnou reverzní lineární dráhu s připojeným pohyblivým regulátorem (6) navíjení kabelu (14), jakož i blok (7) napájení a regulace. Přitom regulátor (6) navíjení je na jedné straně opatřen rotačním enkodérem (11) s připojeným výkyvným ramenem (2), které má na konci kladku (13), přes kterou je veden kabel (14) vedoucí od dronu. Kabel (14) je na opačné straně regulátoru (6) veden přes odlehčovací kolo (16) poháněné synchronně s otáčkami navíjecího válce (2). Dále je k navíjecímu válci (2) veden mezi párem dotykových senzorů (19) k ovládání směru posuvu regulátoru (6).

Description

Napájecí stanice dronu
Oblast techniky
Vynález se týká zařízení určeného k dodávání elektrické energie prostřednictvím kabelu do dronu nacházejícího se ve vznosu.
Dosavadní stav techniky
Provozování „upoutaných“ dronů, tedy napájených z pozemní stanice kabelem, vyžaduje udržovat po celou dobu napájecí kabel v kondici, to znamená jeho volnou část v přiměřeném napětí a jeho část navinutou na válci uspořádanou v pravidelných vrstvách. U známých dronů tohoto typu však v praxi dochází k tomu, že ve volné části kabelu poklesne napětí natolik, že se na něm tvoří smyčky, případně dojde k jeho zauzlování a na druhé straně se kabel na válec navinuje nepravidelně, na některých místech se shlukuje a pak klade odpor při odvíjení.
Tento problém má do jisté míry řešit automatické navíjecí zařízení pro upoutaný dron podle CN 108821036, jehož úkolem je kontrola kabelu během zvedání a během spouštění dronu. Navíjecí buben poháněný servomotorem umístěným ve skříni elektroniky je řemenovým převodem propojen s recipročním pohybovým šroubem rovnoběžným s osou bubnu. Rovnoběžně s pohybovým šroubem je umístěna vodicí tyč, na níž je suvně uložena konstrukční skupina kola určeného k navádění kabelu při jeho navinování na buben. Touto konstrukční skupinou prochází pohybový šroub, který zajišťuje její lineární pohyb synchronizované s otáčením bubnu. Jako součást konstrukční skupiny naváděcího kola jsou uvedeny senzor tlakového napětí a rotační enkodér napojené na elektroniku, které mají detekovat rychlost odvíjení, délku a napětí kabelu. Uspořádání konstrukční skupiny, ani konfigurace senzoru a enkodéru nejsou v dokumentu specifikovány.
Vynález si klade za úkol navrhnout napájecí stanici, která zajistí ve všech provozních stavech dronu optimální napětí v rozvinutém kabelu i při jeho navíjení na válec v uspořádaných vrstvách.
Podstata vynálezu
Uvedený úkol řeší napájecí stanice dronu, v jejímž skeletu je uložen navíjecí válec poháněný reverzním motorem, pod válcem umístěná rovnoběžná reverzní lineární dráha s připojeným pohyblivým regulátorem navíjení kabelu, jakož i blok napájení a regulace. Podstata vynálezu spočívá v tom, že regulátor navíjení kabelu je na jedné straně opatřen rotačním enkodérem s připojeným výkyvným ramenem, které má na konci kladku, přes kterou je veden kabel vedoucí od dronu, přičemž kabel je na opačné straně regulátoru navíjení kabelu veden přes odlehčovací kolo poháněné synchronně s otáčkami válce a dále jek navíjecímu válci veden mezi párem dotykových senzorů k ovládání směru posuvu regulátoru navíjení kabelu.
Výkyvné rameno může být pro stabilizaci opatřeno tlumiči výkyvu.
Výkyvné rameno je s výhodou po délce opatřeno prostředky k připojení závaží k nastavení žádoucí tažné síly v kabelu.
Dráha regulátoru může být vymezena koncovými spínači.
Ve výhodném provedení je součástí bloku regulace obvod ke zpoždění řídicího signálu k motoru válce v případě nadměrného zvýšení tahu detekovaného enkodérem.
- 1 CZ 309014 B6
Objasnění výkresů
Vynález bude dále objasněn pomocí výkresů, na nichž obr. 1 až 5 představují výhodné provedení napájecí stanice podle vynálezu, a to obr. 1 v axonometrickém promítání zepředu zleva, obr. 2 zepředu zprava, obr. 3 je půdorys zařízení, obr. 4 levý bokorys a obr. 5 pravý bokorys. Na obr. 6 až 10 je regulátor navíjení kabelu, a to na obr. 6 v axonometrickém promítání zezadu zleva, na obr. 7 zezadu zprava, obr. 8 je levý bokorys, obr. 9 pravý bokorys a obr. 10 pohled zezadu. Přitom na obr. 8 a 9 je silnou čárkovanou čarou naznačen průchod kabelu regulátorem od dronu (svislý výstup) k bubnu (šikmý výstup).
Příklady uskutečnění vynálezu
Napájecí stanice dronu podle vynálezu je tvořena skeletem 1, ve kterém je uložen navíjecí válec 2 poháněný reverzním krokovým motorem 3 navíjecího válce, pásový dopravník 4, který je na jednom konci poháněn reverzním krokovým motorem 5 dopravníku a který unáší regulátor 6 navíjení kabelu 14. a konečně je tvořena blokem 7 napájení a regulace. Přitom otáčky motoru 5 dopravníku jsou provázány s otáčkami motoru 3 navíjecího válce.
Usek navíjecího válce 2 určený k navíjení kabeluje vymezen disky 8. Navíjecí válec 2 má na druhém konci kroužkový konektor, jehož prostřednictvím se napájí na válci 2 navinutý kabel 14.
Standardní pásový dopravník 4 uložený na dně skeletu 1_ pod navíjecím válcem 2 prostřednictvím patek 9 má na pásu upevněnu podložku pro připojení základny 10 regulátoru 6 navíjení kabelu 14. Na základně 10 se nachází rotační enkondér 11 k vyhodnocování úhlové polohy připojeného výkyvného ramena 12 rotačního enkondéru opatřeného na druhém konci první kladkou 13, kolem níž prochází kabel 14 pohybující se směrem od dronu a k dronu. Výkyvné rameno 12 rotačního enkondéru 11 má na horní straně řadu otvorů k ukotvení závaží (není znázorněno) v alternativní poloze k nastavení zvoleného předpětí kabelu mezi dronem a stanicí. Aby se zamezilo případnému rozkmitání výkyvného ramena 12 rotačního enkondéru 11 např. při přepravě stanice na vozidle v režimu follow me, je výkyvné rameno 12 rotačního enkondéru 11 opatřeno dvojicí protiběžných plynových tlumičů 15.
Rotační enkondér 11 podle polohy výkyvného ramena 12 rotačního enkondéru 11 vysílá signál regulačním obvodům k zajištění konstantního tahu v kabelu 14. To je dáno nastavením otáček navíjecího válce 2 v jednom nebo druhém smyslu. Z obr. 8 a 9 je zřejmé, že kabel 14 od kladky 13 prochází pod výkyvným ramenem 12 rotačního enkondéru 11 na zadní stranu regulátoru 6 navíjení. Zde se stáčí vzhůru kolem poddajného poháněného odlehčovacího kola 16 opatřeného pohonem 17. který je synchronizován s motorem 3 navíjecího válce 2 v poměru otáček odpovídajícím poměru průměrů navíjecího vláče 2 a odlehčovacího kola 16. Přítlak kabelu 14 k odlehčovacímu kolu 16 zajišťuje zespodu druhá kladka 18. Nad odlehčovacím kolem 16 kabel 14 cestou vzhůru k navíjecímu válci 2 prochází mezi rovnoběžnými dotykovými nástavci 19 dotykových senzorů 20, které reagují na dotyk kabelu 14 při jeho vychýlení na levou nebo pravou stranu a v případě dotyku dávají signál k reverzaci dopravníku 4. K tomu dochází v prvé řadě vždy, když navíjený kabel dosáhne disku 8 na některém z konců navíjecího válce 2, a rovněž tehdy, když navíjení začíná z nějaké nestandardní polohy kabelu 14. Nástavce 19 obdélníkového tvaru jsou provedeny z tuhé fólie. Kromě dotykových senzorů 20 pojišťují reverzaci dopravníku 4, a tím i regulátoru 6 navíjení, koncové spínače na dně skeletu 1.
Úkolem napájecí stanice je dodávat dronu stejnosměrný elektrický proud při zachování zcela autonomního režimu fungování dronu s tím, že na dron působí pouze hmotnost na něm zavěšeného kabelu a k tomu nepatrné konstantní předpětí.
Regulaci tohoto předpětí zajišťuje rotační enkondér 11, resp. jeho výkyvné rameno 12 prostřednictvím regulační elektroniky ovládající otáčky navíjecího válce 2. Tím se eliminuje vytváření smyček, případně uzlů na kabelu mezi dronem a stanicí. Přitom regulační elektronika je nastavena tak, že v
- 2 CZ 309014 B6 případě nestandardního zvýšení tahu v kabelu způsobeného poryvem větru vydá signál motoru 3 navíjecího válce 2 se zpožděním. To přispívá ke stabilizaci pracovního režimu dronu.
Regulace napětí v kabelu 14 přispívá ke splnění dalšího úkolu, kterým je zajišťovat naprosto 5 rovnoměrné navíjení kabelu 14 na válec v několika vrstvách tak, aby nedocházelo ke kumulaci závitů na jednom místě. To má na starost pár dotykových senzorů 20 ovládajících směr lineárního pohybu regulátoru 6 navíjení podél navíjecího válce 2. Napájecí stanice není přitom citlivá na otřesy; relativní stabilitu jediné volně pohyblivé součásti systému - výkyvného ramena 12 rotačního enkodéru 11 zajišťují tlumiče 15. Napájecí stanice podle vynálezu je plně automatická.

Claims (5)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Napájecí stanice dronu obsahující ve skeletu uložený navíjecí válec (2) poháněný reverzním motorem (3), pod válcem (2) umístěnou s ním rovnoběžnou reverzní lineární dráhu s připojeným pohyblivým regulátorem (6) navíjení kabelu (14), jakož i blok (7) napájení a regulace, vyznačující se tím, že regulátor (6) navíjení kabelu (14) je najedná straně opatřen rotačním enkodérem (11) s připojeným výkyvným ramenem (12), které má na konci kladku (13), přes kterou je veden kabel (14) vedoucí od dronu, přičemž kabel (14) je na opačné straně regulátoru (6) navíjení kabelu (14) veden přes odlehčovací kolo (16) poháněné synchronně s otáčkami navíjecího válce (2) a dále je k navíjecímu válci (2) veden mezi párem dotykových senzorů (19) k ovládání směru posuvu regulátoru (6) navíjení kabelu (14).
  2. 2. Napájecí stanice podle nároku 1, vyznačující se tím, že výkyvné rameno (12) rotačního enkodéru (11) je pro stabilizaci opatřeno tlumiči (15) výkyvu.
  3. 3. Napájecí stanice podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že výkyvné rameno (12) rotačního enkodéru (11) je po délce opatřeno prostředky k připojení závaží.
  4. 4. Napájecí stanice podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že dráha regulátoru (6) navíjení kabelu (14) je vymezena koncovými spínači.
  5. 5. Napájecí stanice podle některého z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že součástí bloku (7) regulace je obvod ke zpoždění řídicího signálu k motoru (3) navíjecího válce (2) v případě nadměrného zvýšení tahu detekovaného rotačním enkodérem (11).
CZ202061A 2020-02-07 2020-02-07 Napájecí stanice dronu CZ309014B6 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ202061A CZ309014B6 (cs) 2020-02-07 2020-02-07 Napájecí stanice dronu

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ202061A CZ309014B6 (cs) 2020-02-07 2020-02-07 Napájecí stanice dronu

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ202061A3 CZ202061A3 (cs) 2021-08-18
CZ309014B6 true CZ309014B6 (cs) 2021-11-24

Family

ID=77271506

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ202061A CZ309014B6 (cs) 2020-02-07 2020-02-07 Napájecí stanice dronu

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ309014B6 (cs)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2278571A1 (fr) * 1974-07-16 1976-02-13 Dornier Gmbh Engin volant a la verticale
US20160200437A1 (en) * 2015-01-12 2016-07-14 Mark Andrew Ryan Tethered Flight Control System for Small Unmanned Aircraft
WO2016125142A1 (en) * 2015-02-05 2016-08-11 Airobotics Ltd. Landing and charging system for drones
FR3037448A1 (fr) * 2015-06-15 2016-12-16 Elistair Systeme filaire securise pour drone
TWM567218U (zh) * 2018-06-21 2018-09-21 經緯航太科技股份有限公司 繫留式無人機捲線裝置
CN108821036A (zh) * 2018-07-02 2018-11-16 合肥瀚翔智能科技有限公司 一种系留无人机用全自动缆绳收放装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2278571A1 (fr) * 1974-07-16 1976-02-13 Dornier Gmbh Engin volant a la verticale
US20160200437A1 (en) * 2015-01-12 2016-07-14 Mark Andrew Ryan Tethered Flight Control System for Small Unmanned Aircraft
WO2016125142A1 (en) * 2015-02-05 2016-08-11 Airobotics Ltd. Landing and charging system for drones
FR3037448A1 (fr) * 2015-06-15 2016-12-16 Elistair Systeme filaire securise pour drone
TWM567218U (zh) * 2018-06-21 2018-09-21 經緯航太科技股份有限公司 繫留式無人機捲線裝置
CN108821036A (zh) * 2018-07-02 2018-11-16 合肥瀚翔智能科技有限公司 一种系留无人机用全自动缆绳收放装置

Also Published As

Publication number Publication date
CZ202061A3 (cs) 2021-08-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6491773B1 (en) Position-controlled tensioner system
CN202296593U (zh) 线缆自动调节收放器
CN101595055B (zh) 牵引装置及牵引装置的绳索卷绕机构
US20070228016A1 (en) Wire electrode supply device for wire-cut electric discharge machine
CN116730096A (zh) 一种涤纶纱绕线装置
CN208361585U (zh) 胶带张力控制设备
CN210260553U (zh) 张力调整装置
PL2184224T3 (pl) Urządzenie i sposób automatycznej regulacji powierzchni żagla wystawionej na działanie wiatru
JP5623794B2 (ja) 巻線用線材のバックテンション付与装置及びそのバックテンション付与方法
CN115285796B (zh) 用于钢帘线展线的放线架装置
KR20070006538A (ko) 리프트장치를 위한 속도제한장치
CZ309014B6 (cs) Napájecí stanice dronu
JPH0741253A (ja) ケーブル張力検出装置及びこれを利用したケーブル用適正張力設定装置
CN116767961A (zh) 纱线张力控制系统及纺织生产线
US20020096553A1 (en) Wire bonding spool system
EP0697990B1 (en) Creel
CN219971472U (zh) 纱线张力控制系统及纺织生产线
CN218931570U (zh) 一种绳索卷扬张力控制装置
US5248104A (en) Wire-unwinding device
SE455599B (sv) Forfarande och anordning vid matning av kabel
CN214458615U (zh) 织机经纱张力自动调节装置
JPH0234854B2 (cs)
US20250011125A1 (en) Dynamic tension control system for narrow fabric
JP4484372B2 (ja) ビーム送り出し装置及びフィラメントを送り出す方法
CN206635499U (zh) 一种织造卷取系统