車載應急通信無人機系統的制作方法

本實用新型涉及應急通信技術領域，特別是涉及一種車載應急通信無人機系統。

背景技術：

通常自然災害、重大事故等發生時都破壞原有的通信網絡，從而使得事故發生地的通訊中斷。因此，在事故發生地需要搭建應急通信網絡，以滿足應急通信需求。傳統的車載應急通信無人機系統，與無人機連接的導線容易因強風而脫落，從而使得整個車載應急無人機系統無法正常工作。

技術實現要素：

基于此，有必要提供一種能夠有效防止振動從而使得無人機能夠穩定工作的車載應急通信無人機系統。

一種車載應急通信無人機系統，包括：車載平臺，設置有電源供電裝置和收放線機構；所述電源供電裝置用于為所述車載應急通信無人機系統提供電能；所述收放線機構上的線纜的一端與所述電源供電裝置連接，所述線纜的另一端與系留無人機連接；所述系留無人機；所述系留無人機上設置有通信裝置，以向目標區域提供通信網絡覆蓋；以及阻尼器，設置在所述線纜上靠近所述系留無人機所在的一端；所述阻尼器用于減少所述系留無人機所在端的線纜上的振動。

上述車載應急通信無人機系統，在系留無人機所在端的線纜上設置有阻尼器，從而可以減少線纜上該端的振動，避免線纜由于強風振動而脫落，提高了線纜連接的穩定性，進而可以增強整個系留無人機工作的穩定性，使得車載應急通信無人機系統能夠在不同的環境下正常工作，滿足應急使用需求。

在其中一個實施例中，所述阻尼器包括固定部件、支撐絞線和質量塊；所述固定部件固定于所述線纜上且用于固定所述支撐絞線；所述支撐絞線與所述線纜平行設置；所述支撐絞線的每一端均固定有所述質量塊。

在其中一個實施例中，所述車載平臺還設置有減震裝置；所述減震裝置用于減少所述收放線機構所在端的線纜上的振動。

在其中一個實施例中，所述線纜為光電復合線纜。

在其中一個實施例中，所述電源供電裝置包括供電單元、整流單元和儲能電池單元；所述供電單元用于提供交流電；所述整流單元用于將所述供電單元輸出的交流電轉換為直流電后通過線纜向所述系留無人機供電或者輸出給所述儲能電池單元；所述儲能電池單元用于存儲并按需釋放電能。

在其中一個實施例中，所述通信裝置包括通信基站和基站天線；所述基站天線用于為所述通信基站提供射頻信號的發射和接收能力。

在其中一個實施例中，所述系留無人機還包括DC-DC降壓模塊、旋翼動力設備、飛控設備和視頻采集設備；所述DC-DC降壓模塊用于將所述線纜中的直流電進行降壓處理后給所述旋翼動力設備、飛控設備和所述視頻采集設備供電。

在其中一個實施例中，所述系留無人機上還設置有目標檢測跟蹤設備；所述目標檢測跟蹤設備用于實時檢測所述車載平臺的運動狀態，并控制所述系留無人機跟隨所述車載平臺的運動而運動。

在其中一個實施例中，所述車載平臺上設置有固定裝置和移動導軌；所述收放線機構包括驅動電機、旋轉輪盤、動滑輪和定滑輪；所述驅動電機和所述旋轉輪盤固定在所述固定裝置上；所述驅動電機用于根據控制指令對所述旋轉輪盤的運動進行控制；所述定滑輪通過所述固定裝置固定于所述旋轉輪盤的上方；所述動滑輪固定在所述移動導軌上；所述移動導軌平行于所述動滑輪和所述旋轉輪盤之間的線纜設置。

在其中一個實施例中，所述收放線機構還包括拉力計和反饋裝置；所述拉力計與所述動滑輪上的線纜連接，并與所述反饋裝置連接；所述拉力計用于測量所述線纜產生的拉力并將測量結果反饋至所述反饋裝置；所述反饋裝置用于將所述拉力計的測量結果反饋至監控終端。

附圖說明

圖1為一實施例中的車載應急通信無人機系統的結構示意圖；

圖2為圖1中的車載平臺的結構示意圖；

圖3為圖2中的電源供電裝置的結構示意圖；

圖4為圖1中的系留無人機的結構框圖；

圖5為圖1中的系留無人機和阻尼器的結構示意圖。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

需要說明的是，當元件被稱為“固定于”另一個元件，它可以直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當一個元件被認為是“連接”另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。本文所使用的術語“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說明的目的，并不表示是唯一的實施方式。

一實施例中的車載應急通信無人機系統能夠為目標區域如事故發生地提供通信網絡信號覆蓋，以迅速組建目標區域的通信網絡，為目標區域提供通信服務。參見圖1，該車載應急通信無人機系統包括車載平臺100、系留無人機200以及阻尼器300。系留無人機200通過線纜400與車載平臺100連接。

車載平臺100包括車體110以及設置在車體110上的電源供電裝置120和收放線機構130，如圖2所示。車體110作為車載平臺100的主體，用于實現移動、自主導航等基本功能。在本實施例中，車體110上包括駕駛室112以及開放式的承載平臺114。

電源供電裝置120固定在車體110上的承載平臺114上。電源供電裝置120用于為整個車載應急通信無人機系統供電。在本實施例中，電源供電裝置120包括供電單元122、整流單元124和儲能電池單元126，如圖3所示。供電單元122與整流單元124連接。供電單元122用于提供交流電并輸出給整流單元124。供電單元122可以為發電機或者外部供電輸入接口(如市電輸入接口)。在本實施例中，供電單元122包括發電機和外部供電輸入接口。因此供電單元122可以通過發電機發電向系統供電或者直接利用外部供電輸入接口的電能向系統供電。供電單元122輸入交流電。在其他的實施例中，供電單元122也可以直接輸入直流電。整流單元124的輸出端與儲能電池單元126連接，并通過電流輸出接口128與線纜400連接。整流單元124用于將供電單元122輸出的交流電轉換為直流電后向線纜400供電，并在無需向線纜400供電或者供電充足情況下對儲能電池單元126充電，儲能電池單元126進行電能存儲。儲能電池單元126的輸出端還通過電流輸出接口128與線纜400連接，從而在整流單元124輸出的電能不能滿足使用需求時，由儲能電池單元126供電，以滿足系留無人機200的穩定供電。

收放線機構130用于對線纜400進行收放控制。參見圖2，收放線機構130包括驅動電機131、旋轉輪盤132、定滑輪133和動滑輪134。其中，驅動電機131、旋轉輪盤132和定滑輪133均通過車體110上的固定裝置116進行固定。定滑輪133固定在旋轉輪盤132的上方。動滑輪134通過車體110上的移動導軌118進行固定。因此，動滑輪134可以沿著移動導軌118進行移動。移動導軌118平行于動滑輪134和旋轉輪盤132之間的線纜400a設置。在本實施例，動滑輪134連接的線纜400a和線纜400b幾乎保持平行狀態，以使得線纜400a和線纜400b上的拉力相同。在本實施例中，驅動電機131可以根據外部控制指令對旋轉輪盤132上的齒輪1322進行控制，以實現對旋轉輪盤132的運動控制，進而對線纜400進行收放控制，以使得線纜400的收放與系留無人機200的運動匹配，避免二者不匹配造成線纜400的拉力過大或者線纜400冗余纏繞的問題發生。

在一實施例中，收放線機構130還包括拉力計135和反饋裝置136。拉力計135與動滑輪134上的線纜400連接。因此拉力計135可以對線纜400a和線纜400b上的拉力和進行測量。拉力計135將測量到的拉力值輸出給反饋裝置136。反饋裝置136用于與外部監控終端連接，以將該拉力值反饋給外部監控終端。在本實施例中，系留無人機200同樣可以與外部監控終端進行通信連接。因此，外部監控終端可以根據該拉力值以及系留無人機200的飛行狀態向驅動電機131發出相應的指令。例如，當拉力值增大且系留無人機200在上升時，則給驅動電機131發送指令，松放線纜400。當拉力值減小且系留無人機20在下降時，則給驅動電機131發送指令，回收線纜400。在其他狀態，比如風大的情況下，會吹動線纜400晃動，從而導致拉力計135的拉力值增大，而系留無人機200并沒有上升或者下降，則不會控制旋轉輪盤132進行收放線纜400的操作，避免造成線纜400冗余纏繞的危險。

系留無人機200通過線纜400與車載平臺100上的電源供電裝置120連接，從而由電源供電裝置120進行供電。線纜400采用光電復合線纜。在本實施例中，線纜400采用Kevlar纖維包裹的光電復合導線，將車載平臺100的電能輸送到系留無人機200，并實現車載平臺100和系留無人機200的雙向光纖傳輸。Kevlar纖維密度低、強度高、韌性好、耐高溫，可增強導線的柔韌性、抗扭曲、抗沖擊和較重的機械負荷，整體編織屏蔽密度85％以上與特殊的結構設計，有效的抵抗外部干擾與電纜內部的干擾，保證了信號傳輸的穩定性。通過電源供電裝置120供電，可以實現系留無人機200的長時間供電，進而滿足應急通信的使用時長需求。

系留無人機200內設置有DC-DC降壓模塊210、通信裝置220、旋翼動力設備230、飛控設備240和視頻采集設備250，如圖4所示。其中，DC-DC降壓模塊210用于與線纜400連接，以將線纜400傳輸來的直流電進行降壓處理，得到48V、24V、12V以及5V直流電后給相應的設備如通信裝置220、旋翼動力設備230、飛控設備240和視頻采集設備250進行供電。其中，通信裝置210用于向目標區域提供通信網絡覆蓋。具體地，通信裝置220包括通信基站和基站天線。基站天線用于為通信基站提供射頻信號的發射和接收能力。因此，系留無人機200可以停留在通信中斷的區域高空，通過無線回傳連接到核心網，即可為該區域提供網絡信號覆蓋。應急通信區域面積較大時，可以多出懸停系留無人機200，組成蜂窩小區。并且，通過線纜400將車載平臺100上的電源供電裝置120的電能輸出給通信裝置220，使得通信裝置220可以24小時不間斷工作。

旋翼動力設備230用于向螺旋槳提供動力，飛控設備240則用于對系留無人機200進行飛行控制。視頻采集設備250用于對目標區域進行音視頻信號采集，并傳回至地面監控終端，以便于地面監控終端了解目標區域的實際情況。在一實施例中，系留無人機200還設置有目標檢測跟蹤設備260。目標檢測跟蹤設備260用于實時檢測車載平臺100的運動狀態，從而控制系留無人機200跟隨車載平臺100的運動而運動，以確保二者運動同步，避免二者運動不同步造成線纜400拉力過大的情況發生。

阻尼器300設置在線纜400上靠近系留無人機200的一端，如圖5所示。阻尼器300可以減少系留無人機200所在端的線纜400上的振動，從而避免線纜400因外界作用力如強風而振動導致線纜400脫落的情況發生，提高了線纜400連接的穩定性，進而可以增強整個系留無人機200工作的穩定性，使得車載應急通信無人機系統能夠在不同的環境下正常工作，滿足應急使用需求。

阻尼器300包括固定部件310、支撐絞線320和質量塊330。固定部件310固定在線纜400上，且用于固定支撐絞線320。支撐絞線320平行于線纜400設置。支撐絞線320的每一端均設置有質量塊330。支撐絞線320需要設置質量塊330，因此具備一定的強度。在本實施例中，支撐絞線320為鋼絞線，質量塊330采用重錘結構，且二者關于固定部件310對稱設置。因此，在風的作用下，由固定部件310作用于線纜400上的扭轉力矩和由質量塊330作用于支撐絞線320上的扭轉力矩相互作用，從而可以將線纜400的振動有效轉換為摩擦能量而消散掉，可有效防止線纜400的振動。

在另一實施例中，在車載平臺100上同樣還可以設置有減震裝置(圖中未示)。減震裝置用于減少收放線機構130所在端的線纜400上的振動，從而確保線纜400不會因車體110的震動而發生振動，導致線纜400與電源供電裝置120之間發生脫落。

上述車載應急通信無人機系統，在系留無人機200所在端的線纜400上設置有阻尼器300，從而可以減少線纜400上該端的振動，避免線纜400由于強風振動而脫落，提高了線纜400連接的穩定性，進而可以增強整個系留無人機200工作的穩定性，使得車載應急通信無人機系統能夠在不同的環境下正常工作，滿足應急使用需求。

以上所述實施例的各技術特征可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術特征所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術特征的組合不存在矛盾，都應當認為是本說明書記載的范圍。

以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對實用新型專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。因此，本實用新型專利的保護范圍應以所附權利要求為準。