本技術(shù)涉及索降裝置，尤其涉及一種無人直升機索降絞盤系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)：

1、當(dāng)前無人直升機索降絞盤系統(tǒng)在應(yīng)急投放、貨物運輸、快遞投遞和消防等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用，但其技術(shù)實現(xiàn)存在一些顯著的不足。傳統(tǒng)的無人直升機絞盤系統(tǒng)大多采用機械式上限位開關(guān)、毫米波雷達觸地停止監(jiān)測等技術(shù)來控制絞盤和纜繩的運作。這些傳統(tǒng)技術(shù)在實際操作中暴露出了一些問題，影響了系統(tǒng)的可靠性和操作效率。傳統(tǒng)的無人直升機絞盤系統(tǒng)存在如下不足：

2、1）操作可靠性低：由于傳統(tǒng)接觸式上限位開關(guān)容易受纜繩擺動的影響，誤操作頻發(fā)，導(dǎo)致貨物吊運過程中的不穩(wěn)定性，影響操作的順利進行。

3、2）固定舵機及電阻絲設(shè)計：固定舵機無法適應(yīng)纜繩的動態(tài)位置變化，現(xiàn)有解決方案無法滿足實際應(yīng)用。

4、3）貨物觸地檢測不精準(zhǔn)：無人直升機索降絞盤系統(tǒng)，吊裝的貨物包裹通常比較大，如果通過毫米波雷達來測量貨物下放高度，貨物的不同會影響高度的測量。因此，用毫米波雷達來判斷觸地停止不準(zhǔn)確，難以實現(xiàn)對貨物觸地的精確監(jiān)測，可能出現(xiàn)貨物已觸地但纜繩仍處于繼續(xù)放繩狀態(tài)的現(xiàn)象。

5、4）自動化程度低：當(dāng)前的大多數(shù)無人直升機掛鉤仍然依賴于機械式操作，掛鉤與絞盤主體之間缺乏有效的通信聯(lián)動，貨物放置完成后無法自動開鉤，導(dǎo)致卸貨過程需要人工干預(yù)，影響了操作的自動化程度。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本技術(shù)旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。

2、為此，本技術(shù)的第一個目的在于提出一種無人直升機索降絞盤系統(tǒng)，以實現(xiàn)纜繩的自動排線功能,解決相關(guān)技術(shù)中纜繩容易發(fā)生纏繞風(fēng)險和不能準(zhǔn)確調(diào)節(jié)纜繩長度的問題。

3、本技術(shù)的第二個目的在于提出一種無人直升機索降絞盤系統(tǒng)的控制方法。

4、為達上述目的，本技術(shù)第一方面實施例提出了一種無人直升機索降絞盤系統(tǒng)，包括：

5、絞盤主體，所述絞盤主體包括主軸、左軸箱、右軸箱、絞盤控制系統(tǒng)、驅(qū)動電機和纜繩，所述纜繩纏繞于所述主軸上，所述主軸的右端通過第一單向軸承穿入所述右軸箱，所述第一單向軸承的右端嵌套阻尼器，所述阻尼器的外側(cè)安裝旋轉(zhuǎn)編碼器，所述旋轉(zhuǎn)編碼器與所述第一單向軸承同步旋轉(zhuǎn)；所述主軸的左端通過第二單向軸承穿入所述左軸箱，并通過主齒輪連接所述驅(qū)動電機，所述驅(qū)動電機安裝于所述左軸箱和右軸箱之間；所述絞盤控制系統(tǒng)設(shè)置于所述右軸箱內(nèi)，所述絞盤控制系統(tǒng)連接所述旋轉(zhuǎn)編碼器和所述驅(qū)動電機的控制端；

6、電控投放裝置，所述電控投放裝置包括投放模塊和脫鉤器，所述投放模塊包括投放模塊盒和其內(nèi)的電控拋投器控制板以及電池倉；所述投放模塊盒的頂部連接所述纜繩；所述脫鉤器包括舵機和掛鉤，所述電控拋投器控制板與所述絞盤控制系統(tǒng)通過無線信號通訊，所述電控拋投器控制板連接所述舵機，以控制所述掛鉤的左掛鉤和右掛鉤打開或者閉合。

7、在一些實現(xiàn)方式中，所述絞盤主體還包括出線滑塊、麻花軸、齒輪傳動結(jié)構(gòu)和熔斷結(jié)構(gòu)，所述麻花軸與所述主軸平行且安裝于所述左軸箱和所述右軸箱之間，所述麻花軸通過所述齒輪傳動結(jié)構(gòu)連接所述主齒輪；所述出線滑塊中部穿過所述麻花軸，所述出線滑塊兩端可沿著與所述麻花軸平行的第一限位結(jié)構(gòu)滑動，所述出線滑塊上設(shè)置用于限位所述纜繩的第二限位結(jié)構(gòu)；

8、所述熔斷結(jié)構(gòu)包括電缸和電阻絲，所述電缸固定于所述出線滑塊上，所述電缸與所述絞盤控制系統(tǒng)電性連接，所述電阻絲與所述電缸的推桿連接。

9、在一些實現(xiàn)方式中，所述第一限位結(jié)構(gòu)包括固定于所述左軸箱和所述右軸箱之間的前固定鋁棒和后固定鋁棒，所述第二限位結(jié)構(gòu)包括位于所述出線滑塊中心通孔位置的兩個平行設(shè)置的限位桿，所述纜繩從兩個所述限位桿中部穿過，所述出線滑塊的一端連接有拖鏈，所述拖鏈用于容納為所述熔斷結(jié)構(gòu)提供電能的線纜，所述線纜的一端連接所述電缸，所述線纜的另一端連接所述絞盤主體的電源倉。

10、在一些實現(xiàn)方式中，所述絞盤主體還包括電磁鐵、觸頂限位觸發(fā)器和緩沖彈簧，所述電磁鐵的兩端分別安裝于所述左軸箱和所述右軸箱的底部，所述緩沖彈簧的底端位于所述纜繩的自由端，所述緩沖彈簧的頂端與所述觸頂限位觸發(fā)器連接，所述觸頂限位觸發(fā)器固定于所述纜繩上，當(dāng)所述觸頂限位觸發(fā)器與所述電磁鐵接觸時，所述絞盤控制系統(tǒng)的第一電路閉合。

11、在一些實現(xiàn)方式中，所述投放模塊還包括拉力傳感器、吊環(huán)和航燈，所述電控拋投器控制板電性連接所述拉力傳感器和航燈，所述吊環(huán)位于所述投放模塊盒的頂部，所述吊環(huán)的的上部連接所述纜繩，所述吊環(huán)的底部連接所述拉力傳感器的一端，所述拉力傳感器的另一端通過傳感器連接塊連接所述脫鉤器；所述投放模塊盒上還設(shè)有脫鉤器總開關(guān)鍵和掛鉤打開關(guān)閉鍵，所述脫鉤器總開關(guān)鍵和所述掛鉤打開關(guān)閉鍵均與所述電控拋投器控制板電性連接。

12、在一些實現(xiàn)方式中，所述脫鉤器還包括掛鉤固定板、和驅(qū)動限位結(jié)構(gòu)，所述掛鉤固定板與所述傳感器連接塊連接，所述掛鉤安裝于所述掛鉤固定板上，所述舵機安裝于所述掛鉤固定板或者所述掛鉤上，所述舵機通過其輸出軸上安裝的橢圓轉(zhuǎn)動塊驅(qū)動所述掛鉤的左掛鉤和右掛鉤打開或者閉合，所述左掛鉤下方設(shè)有通孔，所述橢圓轉(zhuǎn)動塊通過穿過所述通孔的連接桿連接所述驅(qū)動限位結(jié)構(gòu)。

13、在一些實現(xiàn)方式中，所述驅(qū)動電機包括減速機和電機，所述減速機通過螺栓連接所述電機；所述主軸的左側(cè)末端安裝有第一軸齒，所述第一軸齒外側(cè)安裝所述第二單向軸承，所述第二單向軸承上安裝所述主齒輪，所述主齒輪與所述減速機的輸出軸嚙合，所述電機穿過所述右軸箱。

14、在一些實現(xiàn)方式中，所述第一單向軸承為單向深溝球離合器軸承。

15、為達上述目的，本技術(shù)第二方面實施例提出了一種無人直升機索降絞盤系統(tǒng)的控制方法，所述無人直升機索降絞盤系統(tǒng)為第一方面所述的無人直升機索降絞盤系統(tǒng)；所述方法包括：

16、響應(yīng)于接收到放貨指令，所述絞盤控制系統(tǒng)控制所述驅(qū)動電機工作，使纜繩下放；

17、在所述纜繩的底端距離地面滿足第一預(yù)設(shè)要求后，降低所述驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)速；

18、在通過所述旋轉(zhuǎn)編碼器檢測到與其相鄰的第一單向軸承不轉(zhuǎn)動后，所述絞盤控制系統(tǒng)控制所述驅(qū)動電機停止工作；

19、所述絞盤控制系統(tǒng)通過所述電控拋投器控制板控制所述掛鉤自動打開，以釋放貨物。

20、在一些實現(xiàn)方式中，所述方法還包括：

21、響應(yīng)于接收到高空拋投指令，所述絞盤控制系統(tǒng)通過所述電控拋投器控制板控制所述掛鉤自動打開，以釋放貨物；

22、響應(yīng)于接收到低空拋投指令，所述絞盤控制系統(tǒng)控制所述驅(qū)動電機工作，使纜繩下放；

23、在所述纜繩的底端距離地面滿足第二預(yù)設(shè)要求后，所述絞盤控制系統(tǒng)控制所述驅(qū)動電機停止工作，并通過所述電控拋投器控制板控制所述掛鉤自動打開，以釋放貨物。

24、本技術(shù)提供的無人直升機索降絞盤系統(tǒng)及其控制方法，通過第一單向軸承與旋轉(zhuǎn)編碼器的結(jié)合設(shè)計，能夠精準(zhǔn)監(jiān)測貨物觸地情況，防止纜繩過度放松，提高了操作的安全性。通過投放模塊和脫鉤器，實現(xiàn)了無人干預(yù)的自動化卸貨操作，提升了系統(tǒng)的智能化水平。采用一體式隨動的出線滑塊和電缸，使熔斷結(jié)構(gòu)與纜繩一同運動，保證在任意突發(fā)情況下，都可以執(zhí)行一鍵熔斷操作，不受纜繩所處位置的影響。通過電磁鐵式上限位開關(guān)設(shè)計，消除了纜繩擺動帶來的誤操作問題，確保貨物上升和下降過程的穩(wěn)定性。本發(fā)明不僅克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提升了系統(tǒng)的可靠性、操作精度以及自動化水平，從而顯著提高了無人直升機索降絞盤系統(tǒng)的性能和應(yīng)用效果，具有廣闊的市場應(yīng)用前景。

25、本技術(shù)附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本技術(shù)的實踐了解到。