一种车载系留浮空信息支援平台系统的制作方法

本发明涉及浮空器技术领域，尤其涉及一种车载系留浮空信息支援平台系统。

背景技术：

空中信息支援平台系统是指利用空中平台搭载摄像机、应急通信设备、照明载荷等任务载荷升空、执行信息支援任务的一种平台。该平台可有效避免地面树木、建筑物的遮挡，实现空对地立体探测和监视，实时信息交流或应急照明。

现有空中信息支援平台一般采用无人机载信息支援平台。利用无人机或系留无人机搭载任务载荷进行空中信息支援，通过机载电池或系留缆绳供电，通过地面控制装置控制无人机或系留无人机的升降或飞行。

采用无人机载信息支援平台存在以下问题：无人机续航时间普遍较短，需降落至地面上更换电池或充电，信息支援的连续性较差；系留无人机通过供电缆绳供电，电源转换模块由地面发电机提供，如遇大风，会使系留缆绳随风摆动带来飞行控制难度尚未完全解决。长时间工作可靠性能有待提高。此外，无人机或系留无人机的有效搭载能力有限，难以同时搭载多个载荷执行任务。

现有专利如公告号cn208377039u公示的一种系留气球球体、保障方舱、及其系留气球系统，通过在保障方舱内单独设置了监控舱，为系统操作人员提供了丰富直观的操控界面和舒适的工作环境，使得系统适应在偏远地区或恶劣环境条件下长时间部署。但其通过可升降的支腿与运输车辆装载和卸载，使部署时间较长。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种车载系留浮空信息支援平台系统，作用范围广、部署迅速、留空工作时间长、安全性高。

本发明的技术方案是：一种车载系留浮空信息支援平台系统包括系留气球、任务载荷、系留缆绳、拉索组件、载荷挂架和带有运输底盘的锚泊车，所述车载系留浮空信息支援平台系统集成于所述运输底盘上；所述拉索组件包括挂架拉索，所述任务载荷固定于所述载荷挂架的下侧，所述载荷挂架的上侧通过所述挂架拉索与所述系留气球连接，所述载荷挂架的内部设置电源转换模块，该电源转换模块与所述任务载荷电连接。

上述方案中，通过将车载系留浮空信息支援平台系统直接集成于所述运输底盘上，实现系留气球收放、锚泊、供电、充气、存储等保障和全系统机动运输；使系统作用范围广、部署迅速、留空工作时间长、安全性高。

优选的，所述载荷挂架的上侧均布有至少三个挂点，其中一个挂点连接至所述系留缆绳的系留点处，其余的挂点分别通过相对应的所述挂架拉索与系留气球连接。

优选的，所述拉索组件还包括成形拉索，所述运输底盘上设有主绞盘；所述成形拉索绕转所述系留气球后汇聚至系留气球下端系留缆绳的系留点处并与所述系留缆绳相连；所述系留缆绳远离成形拉索的一端与所述主绞盘连接。

优选的，所述拉索组件还包括至少两根系留拉索，所述锚泊车包括承重箱体，所述承重箱体的侧壁上铰接有与所述系留拉索位置对应的至少两个锚泊支架，所述承重箱体内设有拉索绞盘，在每一个所述锚泊支架的铰接轴的旁侧均设置一个所述拉索绞盘；所述系留拉索的一端与所述系留气球的侧面连接，另一端穿过所述锚泊支架与所述拉索绞盘连接。

优选的，所述锚泊支架远离铰接轴的一端设有用于限制系留拉索运动方向的导轮，所述系留拉索穿过所述导轮。

优选的，所述锚泊支架为直角三角形，其直角短边与所述承重箱体铰接，其直角三角形的顶角上设有所述导轮。

优选的，所述承重箱体为框架结构，其上设有锚泊时可放置任务载荷和载荷挂架的载荷托架。

优选的，所述承重箱体的顶部设置有多条立杆支撑的、用于锚泊时支撑系留气球的锚泊环。

优选的，所述承重箱体内还设有气瓶、发电机和供电电池，所述气瓶在所述主绞盘的底部及一侧安装有多个；多个所述气瓶通过充气管与所述系留气球连接；所述发电机和供电电池安装在主绞盘远离气瓶的另一侧，所述发电机、供电电池、主绞盘、系留缆绳和拉索绞盘电连接。

优选的，所述系留气球升降或滞空时，所述安全绳连接在所述系留缆绳上；所述系留气球锚泊时，所述安全绳连接在所述运输底盘上。

优选的，所述系留气球的下部设有风兜尾翼，所述拉索组件还包括风兜拉索，所述风兜拉索的一端与所述风兜尾翼的底部连接，另一端与所述系留缆绳的系留点连接。

与相关技术相比，本发明的有益效果为：

一、可搭载单个或多个不同类型任务载荷升空并执行长时、不间断地监视、通信中继、应急照明等信息支援任务，有效避免地面树木、建筑物的遮挡，且任务成本低、作用范围广，提升信息获取、交流等能力；

二、本系统结构简单，系统易于操作，锚泊时球体通过锚泊环支撑和固定，三根系留拉索与对应拉索绞盘连接，且通过撕裂幅提高应急安全性，工作安全性高；

三、本系统采用锚泊环限制系留缆绳运动方向，采用导轮限制系留拉索运动方向，避免柔性缆绳和拉索剐蹭到锚泊车刚性结构上，提高柔性缆绳和拉索的使用安全性；

四、本系统高度集成于常规运输底盘上，转场速度快，且在一般道路上都可行驶，行驶路线不受限制;

五、本系统将储存、展开、系留、回收及氦气保障等多种功能设备高度集成于常规运输底盘上，空间利用率高，在满足使用需求的前提下减小体积和重量、提高系统机动性，实现快速信息支援。

附图说明

图1为本发明提供的车载系留浮空信息支援平台系统的滞空状态的示意图；

图2为图1的右视示意图；

图3为本发明提供的车载系留浮空信息支援平台系统的地面锚泊状态的示意图；

图4为图3中的i处放大示意图；

图5为图3中的锚泊车且锚泊支臂为折叠状态的示意图；

图6为图5的俯视且锚泊支臂为展开状态的示意图。

附图中：1-系留气球；2-任务载荷；3-系留缆绳；4-锚泊车；5-风兜尾翼；6-载荷挂架；7-撕裂幅；8-安全绳；9-成形拉索；10-挂架拉索；11-风兜拉索；12-系留拉索；13-运输底盘；14-承重箱体；15-主绞盘；16-拉索绞盘；17-发电机；18-供电电池；19-电气控制箱；20-设备存储箱；21-载荷托架；22-气瓶；23-立杆；24-锚泊环；25-锚泊支臂；26-导轮。

具体实施方式

以下将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。

如图1、2所示，本实施例提供的一种车载系留浮空信息支援平台系统包括系留气球1、任务载荷2、系留缆绳3、拉索组件、载荷挂架6和带有运输底盘13的锚泊车4。

所述系留气球1为扁球形外形，尾部安装柔性风兜尾翼5，所述风兜尾翼5用于提供动升力和保持航向稳定性。

所述车载系留浮空信息支援平台系统集成于所述运输底盘13上。所述锚泊车4的运输底盘13上设有承重箱体14，所述承重箱体14上装满足常规轻卡运输车或其他车型的货箱尺寸要求，一般长度、宽度不超过2m，高度不高于1.7m。

如图5、6所示,所述承重箱体14主体为型钢焊接成的框架，内部安装有主绞盘15、拉索绞盘16、气瓶22、发电机17和供电电池18。所述承重箱体14内还设置有电气控制箱19和设备存储箱20，所述电气控制箱19和设备存储箱20分别安装在主绞盘15的两侧，电气控制箱19上方设置有载荷托架21，用于锚泊时放置任务载荷2及载荷挂架6（如图4所示）。

如图2、5、6所示，所述主绞盘15的底部及一侧安装有多个气瓶22。每个所述气瓶22均可提供20m³的氦气。气瓶22通过汇流排连接到充气管上，充气管与系留气球1连接。气瓶22数量一般为4~6个，可提满足球体体积110m³以下的系留气球首次充氦量和长时滞空期间补气量。

所述锚泊车4的顶部设置有多条立杆23支撑的锚泊环24，用于锚泊时支撑系留气球1，也可限制系留缆绳3运动方向。系留气球1底部均布多个拉环，通过捆绑绳与锚泊环24连接，将系留气球1固定在锚泊环24上。

所述承重箱体14的侧面设置三根可折叠的锚泊支臂25和三个拉索绞盘16，锚泊支臂25与锚泊环24同心。该同心指：将三根锚泊支臂25的铰接轴线连线画成的圆的圆心与锚泊环24的圆心同心。所述锚泊支架25为直角三角形，其直角短边与所述承重箱体14铰接，且锚泊支架25沿该铰接轴可向承重箱体14的方向靠拢折叠或展开。所述直角三角形的顶角上设有导轮26。所述导轮26用于限制系留拉索12运动方向。

三个拉索绞盘16分别安装在三根锚泊支臂25铰接轴旁侧，三根系留拉索12穿过锚泊支臂25的导轮26连接到相应拉索绞盘16上。拉索绞盘16可收紧系留拉索12，使系留气球1锚泊在锚泊环24上，也可释放系留拉索12，使系留气球1解除锚泊状态，开始升空，拉索绞盘16可联动或单独控制。

发电机17、供电电池18与系留缆绳3、主绞盘15、拉索绞盘16电连接，提供系统电力，并设置市电接口，市电、发电机17与供电电池18电连接，安装在主绞盘15一侧（如图2、5所示）。具体为：所述发电机17和供电电池18设置在主绞盘15的后侧，所述气瓶22设置在主绞盘的前侧；所述设备存储箱20设置在所述主绞盘15的右侧，所述电气控制箱19设置在主绞盘的左侧。上述前、后、左、右以人坐在驾驶室内为参考。所述设备存储箱20和电气控制箱19位于在主绞盘15底部设置的气瓶22的上端。

如图1、3所示，所述系留气球1上安装有撕裂幅7，所述撕裂幅7上系有安全绳8。所述系留气球1升降和滞空时安全绳8连接到系留缆绳3上，锚泊时安全绳8连接到承重箱体14上。在系留气球1逃逸等紧急情况下通过安全绳8撕裂系留气球1，使系留气球1放气后迅速下落到地面上。

所述系留气球1安装有拉索组件，所述拉索组件包括形拉索9、挂架拉索10、风兜拉索11和系留拉索12。所述成形拉索9从气球顶部沿球上绳环汇聚到球下系留缆绳3系留点，利用成形拉索9的张力将气球勒出饱满外形。所述挂架拉索10一端与系留气球1连接，一端连接到载荷挂架6挂点上。所述风兜拉索11一端与风兜尾翼5底部连接，一端连接到系留缆绳3系留点或成形拉索9上，用于约束风兜尾翼5的运动。所述系留拉索12的数量与锚泊支架25和拉索绞盘16的数量对应。三根系留拉索12均布在系留气球1的侧面，三根所述系留拉索12的下端与拉索绞盘16连接，用于锚泊系留气球1。

所述载荷挂架6内部设置电源转换模块和结构接口，与系留缆绳3和任务载荷2电连接。所述载荷挂架6的上侧设有三个均布在载荷挂架6上方的挂点，其中两个挂点通过两根挂架拉索10与系留气球1连接，另一个挂点连接到系留缆绳3的系留点处。所述载荷挂架6设置为可防水的盒状，内部加装电源转换模块等其他载荷需求的功能部件，根据载荷需求，也可为其他形状。

所述任务载荷2包含摄像机、通信设备和照明载荷等，也根据使用需求选择载荷类型和组合方式。所述任务载荷2安装在载荷挂架6的下侧（底部），也可根据使用要求，安装在其他位置。

所述系留缆绳3选用供电复合缆绳或光电复合缆绳，其一端与主绞盘15连接，另一端通过成形拉索9与系留气球1连接，用于牵引和系留气球1，给球上设备输送电力，选用光电复合缆绳时还可用于系留气球1与地面之间的通信。

执行任务时，将锚泊车4通过市电或发电机17上电，将系留气球1在承重箱体14附近展开，启动主绞盘15释放系留缆绳3，系留缆绳3穿过锚泊环24与系留气球1连接，连接系留气球1与充气管进行充气，充气完成后将系留气球1转移到锚泊车4上方，展开锚泊支臂25，将系留拉索12末端穿过导轮26连接到拉索绞盘16上，控制拉索绞盘16回收系留拉索12，降低系留气球1高度直至操作人员可接触到挂架拉索10，安装载荷挂架6及任务载荷2，依次释放系留拉索12和系留缆绳3，使系留气球1逐渐升空至工作高度，进入信息支援状态。

任务等待过程中或单次任务完成后，控制主绞盘15回收系留缆绳3至近地面时，将系留拉索12末端穿过导轮26连接到拉索绞盘16上，控制拉索绞盘16回收系留拉索12，降低系留气球1直至与锚泊环24接触，将系留气球1底部拉环与锚泊环24连接，辅助固定系留气球1。系留气球1下降过程中将任务载荷2及载荷挂架6整体放在载荷托架21上。

当不再执行任务时，拆下任务载荷2放入包装箱，将系留气球1放气，与系留缆绳3断开连接后折叠放置在锚泊车4上，锚泊支臂25折叠，系统断电，即可转运或存贮。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。