系留氣球長(zhǎng)效浮空遙感對(duì)地觀測(cè)平臺(tái)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種系留氣球長(zhǎng)效浮空遙感對(duì)地觀測(cè)平臺(tái)，十字懸掛架中心位置連接滾輪，滾輪豎直連接垂直軸的頂端，垂直軸的兩側(cè)通過(guò)固定環(huán)連接若干對(duì)風(fēng)輪葉片，垂直軸的底端通過(guò)法蘭連接發(fā)電機(jī)隔板；發(fā)電機(jī)隔板通過(guò)發(fā)電機(jī)支撐柱固定連接發(fā)電機(jī)支撐板和盤(pán)式發(fā)電機(jī)，盤(pán)式發(fā)電機(jī)連接供電隔板，供電隔板通過(guò)供電模塊支撐柱連接傳感器隔板，傳感器隔板上分別放置控制器、蓄電池和穩(wěn)壓器，盤(pán)式發(fā)電機(jī)通過(guò)電纜連接控制器。本發(fā)明的技術(shù)效果是：現(xiàn)有的浮空對(duì)地觀測(cè)平臺(tái)依賴(lài)搭載的供電設(shè)備供電或系纜由地面供電，本發(fā)明利用垂直軸風(fēng)力發(fā)電裝置實(shí)現(xiàn)了遙感對(duì)地觀測(cè)平臺(tái)自給自足供電，可滿(mǎn)足系留氣球長(zhǎng)效遙感對(duì)地觀測(cè)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
系留氣球長(zhǎng)效浮空遙感對(duì)地觀測(cè)平臺(tái)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種觀測(cè)平臺(tái)，尤其涉及一種系留氣球長(zhǎng)效浮空遙感對(duì)地觀測(cè)平臺(tái)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，國(guó)內(nèi)外研發(fā)的浮空對(duì)地觀測(cè)平臺(tái)主要是通過(guò)搭載的供電設(shè)備供電或系留電纜由地面供電，對(duì)地觀測(cè)模塊大多未搭載自穩(wěn)云臺(tái)進(jìn)行對(duì)地觀測(cè)數(shù)據(jù)采集。僅利用搭載的供電設(shè)備，需要燃料供應(yīng)或較大體積電池，裝置質(zhì)量重，影響系留氣球的載荷，難以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間的對(duì)地觀測(cè)。利用系留電纜由地面供電，可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間給浮空對(duì)地觀測(cè)平臺(tái)供電，但隨著高度的升高電纜線變長(zhǎng)，系留氣球的載重加大，地面不易控制，還存在成本高、安全系數(shù)低、操作不方便等缺陷，與本發(fā)明在對(duì)地觀測(cè)時(shí)間、操作方面有一定的差距。空中相比地面風(fēng)力更強(qiáng)，如未搭載自穩(wěn)系統(tǒng)，難以保證遙感對(duì)地觀測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量。垂直軸風(fēng)力供電裝置可利用系留氣球在高空所受風(fēng)力或氣流給浮空遙感對(duì)地觀測(cè)平臺(tái)供電，有利于實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間浮空遙感對(duì)地觀測(cè)。同時(shí)，雙軸自穩(wěn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)可大幅增強(qiáng)傳感器對(duì)地觀測(cè)姿態(tài)的穩(wěn)定性。另夕卜，國(guó)內(nèi)外也研發(fā)了許多浮空式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，主要集中在利用高空風(fēng)能發(fā)電后通過(guò)引下線傳送到地面，但對(duì)于浮空對(duì)地觀測(cè)平臺(tái)自給自足的供電裝置研發(fā)較為缺乏。
[0003]現(xiàn)有的浮空對(duì)地觀測(cè)平臺(tái)供電裝置主要集中在搭載的電池或系留電纜由地面供電和直接懸掛傳感器對(duì)地航拍，與本發(fā)明的浮空遙感對(duì)地觀測(cè)平臺(tái)研究?jī)?nèi)容相近的專(zhuān)利有我國(guó)2009年授予的一項(xiàng)專(zhuān)利[I]，描述了一種氣球航拍拍攝器及系留繩固定裝置，利用氣球搭載的航拍裝置、系留繩環(huán)、電機(jī)等來(lái)簡(jiǎn)化操作工序，實(shí)現(xiàn)對(duì)地航拍。2014年實(shí)用新型專(zhuān)利
[2]，描述了一種長(zhǎng)航時(shí)定區(qū)域浮空監(jiān)控系統(tǒng)，該裝置將浮空平臺(tái)上安裝的攝像頭采集到的視頻傳送到控制模塊，并通過(guò)牽引線和地面控制臺(tái)連接，以牽引的方式控制平臺(tái)與供電。2015年實(shí)用新型專(zhuān)利[3]，描述了一種低空檢測(cè)浮空平臺(tái)，該裝置搭載了合成孔徑雷達(dá)、光學(xué)設(shè)備等傳感器，通過(guò)搭載的動(dòng)力系統(tǒng)為浮空平臺(tái)供能進(jìn)行對(duì)地觀測(cè)。2016年實(shí)用新型專(zhuān)利[4]，描述了一種多功能浮空裝置，該裝置搭載平臺(tái)和飛行器由機(jī)載供電設(shè)備供電，采用有線系纜方式對(duì)地進(jìn)行觀測(cè)和監(jiān)測(cè)。
[0004][ I ]氣球航拍拍攝器及系留繩固定裝置，申請(qǐng)?zhí)?CN200820158942.2，發(fā)明設(shè)計(jì)人:胡精鋼
[2]長(zhǎng)航時(shí)定區(qū)域浮空監(jiān)控系統(tǒng)，申請(qǐng)?zhí)?CN201320418352.X，發(fā)明設(shè)計(jì)人:謝海斌;李睿;陳璟;路暢;鄭睿;王茂;尹棟
[3]低空檢測(cè)浮空平臺(tái)，申請(qǐng)?zhí)?CN201410566339.8，發(fā)明設(shè)計(jì)人:陳勇；薛富利；賀應(yīng)平;郭海軍;李琦；田入東;馬啟明；余剛
[4]多功能浮空裝置，申請(qǐng)?zhí)?CN201520279374.1，發(fā)明設(shè)計(jì)人:湯德品；趙平長(zhǎng)；羅兆成;李劍鋒;張庚華;張學(xué)輝。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種系留氣球長(zhǎng)效浮空遙感對(duì)地觀測(cè)平臺(tái)，本平臺(tái)搭載了垂直軸風(fēng)力發(fā)電裝置，該裝置的風(fēng)輪葉片與垂直軸接觸面小、阻轉(zhuǎn)矩小，具有起動(dòng)風(fēng)速低和風(fēng)能利用率高等特點(diǎn)，可為系留氣球浮空遙感對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)供電，減少對(duì)地面攜帶電源的依賴(lài)，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間遙感對(duì)地觀測(cè)數(shù)據(jù)采集，并能實(shí)時(shí)把數(shù)據(jù)傳送到地面。同時(shí)，本平臺(tái)搭載了雙軸自穩(wěn)云臺(tái)，可對(duì)沖平臺(tái)受風(fēng)力影響產(chǎn)生的晃動(dòng)，最大程度保證垂直對(duì)地觀測(cè)和遙感影像質(zhì)量。本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單耐用、易安裝和維護(hù)、成本較低。
[0006]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，它包括氣球、十字懸掛架、滾輪、垂直軸、風(fēng)輪葉片、固定環(huán)、法蘭、發(fā)電機(jī)隔板、發(fā)電機(jī)支撐柱、發(fā)電機(jī)支撐板、盤(pán)式發(fā)電機(jī)、供電隔板、控制器、蓄電池、穩(wěn)壓器、傳感器隔板、傳感器模塊中心板、減震球、云臺(tái)支撐板、懸掛桿、固定框、伺服馬達(dá)、傳感器、無(wú)線圖傳設(shè)備，氣球利用吊掛繩連接十字懸掛架，并通過(guò)系纜與地面連接固定，其特征在于:十字懸掛架中心位置連接滾輪，滾輪豎直連接垂直軸的頂端，垂直軸的兩側(cè)通過(guò)固定環(huán)連接若干對(duì)風(fēng)輪葉片，垂直軸的底端通過(guò)法蘭連接發(fā)電機(jī)隔板;發(fā)電機(jī)隔板通過(guò)發(fā)電機(jī)支撐柱固定連接發(fā)電機(jī)支撐板和盤(pán)式發(fā)電機(jī)，盤(pán)式發(fā)電機(jī)連接供電隔板，供電隔板通過(guò)供電模塊支撐柱連接傳感器隔板，傳感器隔板上分別放置控制器、蓄電池和穩(wěn)壓器，盤(pán)式發(fā)電機(jī)通過(guò)電纜連接控制器，控制器連接蓄電池，蓄電池連接穩(wěn)壓器，穩(wěn)壓器通過(guò)電纜向傳感器模塊供電，所述傳感器隔板下表面連接傳感器模塊中心板，傳感器模塊中心板通過(guò)若干個(gè)減震球連接云臺(tái)支撐板，云臺(tái)支撐板固定連接懸掛桿與無(wú)線圖傳設(shè)備;所述懸掛桿的底端通過(guò)伺服馬達(dá)連接固定框的一端，固定框的另一端通過(guò)伺服馬達(dá)連接傳感器，傳感器通過(guò)數(shù)據(jù)線與無(wú)線圖傳設(shè)備連接。
[0007]所述氣球?yàn)镻VC專(zhuān)業(yè)氦氣球。
[0008]所述傳感器為對(duì)地觀測(cè)傳感器。
[0009]所述氣球通過(guò)2根系纜與地面固定連接。
[0010]本發(fā)明的技術(shù)效果是:1、現(xiàn)有的浮空對(duì)地觀測(cè)平臺(tái)依賴(lài)搭載的供電設(shè)備供電或系纜由地面供電，本發(fā)明利用垂直軸風(fēng)力發(fā)電裝置實(shí)現(xiàn)了對(duì)遙感對(duì)地觀測(cè)平臺(tái)自給自足供電，可滿(mǎn)足系留氣球長(zhǎng)效遙感對(duì)地觀測(cè);2、本發(fā)明利用雙軸自穩(wěn)云臺(tái)，對(duì)沖風(fēng)力對(duì)傳感器產(chǎn)生的晃動(dòng)，最大程度穩(wěn)定傳感器對(duì)地觀測(cè)姿態(tài)，保證遙感對(duì)地觀測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量;3、本發(fā)明利用無(wú)線圖傳設(shè)備，可實(shí)時(shí)向?qū)γ鎮(zhèn)魉瓦b感對(duì)地觀測(cè)數(shù)據(jù);4、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單耐用、質(zhì)量較輕、易安裝和維護(hù)、成本低廉、環(huán)保、滯空作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明垂直軸風(fēng)力發(fā)電結(jié)構(gòu)圖；
圖3為本發(fā)明供電模塊圖；
圖4為本發(fā)明傳感器模塊結(jié)構(gòu)圖。
[0012]在圖中，1:PVC專(zhuān)業(yè)氦氣球;2:吊掛繩;3:系纜;4:十字懸掛架;5:滾輪;6:垂直軸；7:風(fēng)輪葉片;8:固定螺絲;9:固定環(huán)；10:法蘭；11:發(fā)電機(jī)隔板；12:發(fā)電機(jī)支撐柱；13:發(fā)電機(jī)支撐板；14:盤(pán)式發(fā)電機(jī)；15:供電隔板；16:供電模塊支撐柱；17:控制器；18:蓄電池；19:穩(wěn)壓器；20:傳感器隔板；21:傳感器模塊中心板；22:減震球；23:云臺(tái)支撐板；24:懸掛桿；25:固定框;26:伺服馬達(dá);27:傳感器;28:無(wú)線圖傳設(shè)備。
【具體實(shí)施方式】
[0013]如圖1、圖2、圖3、圖4所示，本發(fā)明是這樣的，PVC專(zhuān)業(yè)氦氣球I利用吊掛繩2連接了十字懸掛架4，系纜3與地面連接固定;十字懸掛架4連接滾輪5;垂直軸6通過(guò)固定環(huán)9和固定螺絲8連接風(fēng)輪葉片7，同時(shí)通過(guò)法蘭10連接發(fā)電機(jī)隔板11;發(fā)電機(jī)隔板11通過(guò)發(fā)電機(jī)支撐柱12固定了發(fā)電機(jī)支撐板13和盤(pán)式發(fā)電機(jī)14，盤(pán)式發(fā)電機(jī)14連接供電隔板15，供電隔板15通過(guò)供電模塊支撐柱16連接傳感器隔板20，傳感器隔板上分別放置控制器17、蓄電池18和穩(wěn)壓器19，在風(fēng)力驅(qū)動(dòng)下，風(fēng)輪葉片7帶動(dòng)垂直軸6轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)使盤(pán)式發(fā)電機(jī)14發(fā)電;供電隔板15支撐了整個(gè)垂直軸風(fēng)力發(fā)電裝置與連接了供電及其控制模塊;盤(pán)式發(fā)電機(jī)14產(chǎn)生電能通過(guò)電纜連接了控制器17，控制器17連接了蓄電池18，蓄電池18連接了穩(wěn)壓器19，并通過(guò)電纜向傳感器模塊供電；傳感器模塊中心板21連接了減震球22，以減少風(fēng)力發(fā)電裝置震動(dòng)對(duì)傳感器模塊的影響；云臺(tái)支撐板23固定了懸掛桿24與無(wú)線圖傳設(shè)備28;懸掛桿24連接了固定框25、兩個(gè)伺服馬達(dá)26;固定框25連接和固定了傳感器27，并通過(guò)數(shù)據(jù)線與無(wú)線圖傳設(shè)備28連接，把遙感對(duì)地觀測(cè)數(shù)據(jù)傳送到地面;所述氣球?yàn)橄盗魵馇?，并通過(guò)2根系纜與地面設(shè)施連接，提高平臺(tái)的穩(wěn)定性，確保系纜不對(duì)傳感器獲取的遙感數(shù)據(jù)產(chǎn)生干擾，所述雙風(fēng)輪葉片和盤(pán)式發(fā)電機(jī)，雙風(fēng)輪葉片與垂直軸通過(guò)兩個(gè)固定環(huán)相連，減小阻力矩，驅(qū)動(dòng)即便是低風(fēng)速下盤(pán)式發(fā)電機(jī)仍可發(fā)電;供電及其控制裝置，利用控制器控制電能輸入，存儲(chǔ)在搭載的蓄電池上，并通過(guò)穩(wěn)壓器向遙感對(duì)地觀測(cè)裝置供電，利用減震球與懸掛桿、無(wú)線圖傳設(shè)備相連，減小垂直軸風(fēng)力供電裝置震動(dòng)來(lái)穩(wěn)定傳感器模塊，同時(shí)利用2個(gè)伺服馬達(dá)來(lái)對(duì)沖平臺(tái)因風(fēng)力晃動(dòng)對(duì)傳感器姿態(tài)產(chǎn)生的影響，無(wú)線圖傳設(shè)備，由搭載的供電裝置供電，傳感器采集的數(shù)據(jù)經(jīng)由無(wú)線圖傳設(shè)備實(shí)時(shí)傳送到地面。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種系留氣球長(zhǎng)效浮空遙感對(duì)地觀測(cè)平臺(tái)，它包括氣球、十字懸掛架、滾輪、垂直軸、風(fēng)輪葉片、固定環(huán)、法蘭、發(fā)電機(jī)隔板、發(fā)電機(jī)支撐柱、發(fā)電機(jī)支撐板、盤(pán)式發(fā)電機(jī)、供電隔板、控制器、蓄電池、穩(wěn)壓器、傳感器隔板、傳感器模塊中心板、減震球、云臺(tái)支撐板、懸掛桿、固定框、伺服馬達(dá)、傳感器、無(wú)線圖傳設(shè)備，氣球利用吊掛繩連接十字懸掛架，并通過(guò)系纜與地面連接固定，其特征在于:十字懸掛架中心位置連接滾輪，滾輪豎直連接垂直軸的頂端，垂直軸的兩側(cè)通過(guò)固定環(huán)連接若干對(duì)風(fēng)輪葉片，垂直軸的底端通過(guò)法蘭連接發(fā)電機(jī)隔板；發(fā)電機(jī)隔板通過(guò)發(fā)電機(jī)支撐柱固定連接發(fā)電機(jī)支撐板和盤(pán)式發(fā)電機(jī)，盤(pán)式發(fā)電機(jī)連接供電隔板，供電隔板通過(guò)供電模塊支撐柱連接傳感器隔板，傳感器隔板上分別放置控制器、蓄電池和穩(wěn)壓器，盤(pán)式發(fā)電機(jī)通過(guò)電纜連接控制器，控制器連接蓄電池，蓄電池連接穩(wěn)壓器，穩(wěn)壓器通過(guò)電纜向傳感器模塊供電，所述傳感器隔板下表面連接傳感器模塊中心板，傳感器模塊中心板通過(guò)若干個(gè)減震球連接云臺(tái)支撐板，云臺(tái)支撐板固定連接懸掛桿與無(wú)線圖傳設(shè)備;所述懸掛桿的底端通過(guò)伺服馬達(dá)連接固定框的一端，固定框的另一端通過(guò)伺服馬達(dá)連接傳感器，傳感器通過(guò)數(shù)據(jù)線與無(wú)線圖傳設(shè)備連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系留氣球長(zhǎng)效浮空遙感對(duì)地觀測(cè)平臺(tái)，其特征在于:所述氣球?yàn)镻VC專(zhuān)業(yè)氦氣球。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系留氣球長(zhǎng)效浮空遙感對(duì)地觀測(cè)平臺(tái)，其特征在于:所述傳感器為對(duì)地觀測(cè)傳感器。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系留氣球長(zhǎng)效浮空遙感對(duì)地觀測(cè)平臺(tái)，其特征在于:所述氣球通過(guò)2根系纜與地面固定連接。
【文檔編號(hào)】F03D3/00GK105909464SQ201610426536
【公開(kāi)日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年6月16日
【發(fā)明人】何海清, 陳曉勇, 程朋根
【申請(qǐng)人】東華理工大學(xué)