用于繩索的存儲(chǔ)的擠制滾筒表面的制作方法
【專利摘要】一種用于存儲(chǔ)導(dǎo)電繩索的滾筒，該導(dǎo)電繩索具有固定到飛行器的第一端部和固定到地面站的第二端部，該滾筒包括：圍繞滾筒軸線可旋轉(zhuǎn)的滾筒框架；定位在滾筒框架上的滾筒表面，該滾筒表面包括圍繞滾筒框架包繞的螺旋擠出部，其中，擠出部具有橫截面，該橫截面具有上表面，該上表面成形為符合導(dǎo)電繩索的外表面，且其中擠出部適于耗散通過從飛行器經(jīng)導(dǎo)電繩索向地面站傳輸電力而產(chǎn)生的熱量。
【專利說明】用于繩索的存儲(chǔ)的擠制滾筒表面
[0001]與相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求2013年12月30日提交的美國專利申請第14/144,049號(hào)的優(yōu)先權(quán)，該在先申請通過引用整體結(jié)合于此。
【背景技術(shù)】
[0003]除非在此另有所指，在這個(gè)部分中描述的材料不是本申請中的權(quán)利要求的現(xiàn)有技術(shù)，并且也并非由于包括在這個(gè)部分中而被承認(rèn)為現(xiàn)有技術(shù)。
[0004]發(fā)電系統(tǒng)可以將化學(xué)能和/或機(jī)械能(例如，動(dòng)能)轉(zhuǎn)變成電能，以用于各種用途，如公用系統(tǒng)(utility system)。作為一個(gè)示例，風(fēng)能系統(tǒng)可以將風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)變成電能。
[0005]風(fēng)力渦輪機(jī)作為用于利用(harnessing)能量的裝置的使用已經(jīng)使用了很多年。傳統(tǒng)風(fēng)力渦輪機(jī)典型地包括定位在塔頂部的大渦輪葉片。制造、豎立、保持和維護(hù)這種風(fēng)力渦輪機(jī)塔以及風(fēng)力渦輪機(jī)的成本是非常高的。
[0006]作為可以用于獲取風(fēng)能的昂貴的風(fēng)力渦輪機(jī)塔的一種替代方案是使用由導(dǎo)電繩索附連到地面站的飛行器。這種替代方案可以被稱作空中風(fēng)力渦輪機(jī)(AWT)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]在一個(gè)方面，提供了一種用于存儲(chǔ)導(dǎo)電繩索的滾筒(drum)，該導(dǎo)電繩索具有固定到飛行器的第一端部和固定到地面站的第二端部。所述滾筒包括圍繞滾筒軸線可旋轉(zhuǎn)的滾筒框架以及定位在滾筒框架上的滾筒表面，所述滾筒表面被構(gòu)造為圍繞滾筒框架包繞的螺旋擠出部。所述擠出部具有橫截面，該橫截面具有上表面，該上表面被成形為符合導(dǎo)電繩索的外表面，以環(huán)抱(cradle)和保護(hù)繩索。所述橫截面被成形為允許空氣在螺旋擠出部的相鄰包繞部之間流動(dòng)，用于耗散通過從飛翼經(jīng)導(dǎo)電繩索向地面站傳輸電力而產(chǎn)生的熱量。
[0008]在另一方面，提供了一種用于存儲(chǔ)導(dǎo)電繩索的滾筒，該導(dǎo)電繩索具有固定到飛行器的第一端部和固定到地面站的第二端部，該滾筒包括圍繞滾筒軸線可旋轉(zhuǎn)的滾筒框架、定位在滾筒框架之上的滾筒表面，該滾筒表面包括圍繞滾筒框架包繞的螺旋擠出部，其中，擠出部具有橫截面，該橫截面具有上表面，該上表面成形為符合導(dǎo)電繩索的外表面，且其中，擠出部適于耗散通過從飛行器經(jīng)導(dǎo)電繩索向地面站傳輸電力而產(chǎn)生的熱量。
[0009]在另一方面，提供了一種空中風(fēng)力渦輪系統(tǒng)，其包括飛行器；導(dǎo)電繩索，該導(dǎo)電繩索具有固定到飛行器的第一端部和固定到地面站的第二端部;圍繞滾筒軸線可旋轉(zhuǎn)的滾筒框架，該滾筒框架與地面站一起定位;定位在滾筒框架上的滾筒表面，該滾筒表面包括圍繞滾筒框架包繞的螺旋擠出部，其中，擠出部具有橫截面，該橫截面具有上表面，該上表面被成形為符合導(dǎo)電繩索的外表面，并且其中，擠出部適于耗散通過從飛行器經(jīng)導(dǎo)電繩索向地面站傳輸電力而產(chǎn)生的熱量。
[0010]在另一方面，提供了一種形成用于存儲(chǔ)導(dǎo)電繩索的方法，該方法包括如下步驟:將圍繞滾筒軸線可旋轉(zhuǎn)的滾筒框架定位在擠出機(jī)的出口前面;將擠出材料擠出到滾筒框架上以形成擠出部;在滾筒框架正旋轉(zhuǎn)時(shí)，將擠出部在擠出框架上彎曲，以形成滾筒表面，該滾筒表面是圍繞滾筒框架包繞的螺旋擠出部；向擠出部提供橫截面，該橫截面具有上表面，該上表面被成形為符合導(dǎo)電繩索的外表面;成形所述橫截面，以允許空氣在螺旋擠出部的相鄰包繞部之間流動(dòng)，用于耗散通過從飛行器經(jīng)導(dǎo)電繩索向地面站傳輸電力而產(chǎn)生的熱量；以及將螺旋擠出部固定到滾筒框架上。
[0011]在另一方面中，提供了一種裝置，該裝置用于耗散通過從飛行器經(jīng)纏繞在滾筒上的導(dǎo)電繩索向地面站傳輸電力而產(chǎn)生的熱量。
[0012]通過按需要參照附圖閱讀以下的詳細(xì)描述，這些以及其它方面、優(yōu)點(diǎn)和替代方案對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將變得明顯。
【附圖說明】
[0013]圖1是根據(jù)示例性實(shí)施方式的空中風(fēng)力渦輪機(jī)10的透視圖，該空中風(fēng)力渦輪機(jī)10包括利用導(dǎo)電繩索30附連到地面站50的飛行器20;
[0014]圖2是圖1中所示的飛行器20的近視透視圖；
[0015]圖3A是根據(jù)示例性實(shí)施方式的定位在平坦?jié)L筒表面70上的繩索30的相鄰包繞部的橫截面?zhèn)纫晥D；
[0016]圖3B是根據(jù)示例性實(shí)施方式的定位在滾筒表面70a上的槽73內(nèi)的繩索30的相鄰包繞部的橫截面?zhèn)纫晥D；
[0017]圖4A是根據(jù)示例性實(shí)施方式的擠出部100的透視橫截面圖；
[0018]圖4B是根據(jù)示例性實(shí)施方式的擠出部110的透視橫截面圖；
[0019]圖4C是根據(jù)示例性實(shí)施方式的擠出部120的透視橫截面圖；
[0020]圖5A是根據(jù)示例性實(shí)施方式的滾筒框架140的側(cè)視圖；
[0021]圖5B是示出在離開擠出機(jī)150之后包繞在滾筒框架140上的擠出部100的側(cè)視圖；
[0022]圖5C示出根據(jù)示例性實(shí)施方式的具有擠制滾筒表面(extruded drum surface)70a的滾筒框架140;
[0023]圖6示出根據(jù)示例性實(shí)施方式的在其纏繞到滾筒框架140上時(shí)的繩索39;
[0024]圖7示出滾筒框架140，該滾筒框架140具有滾筒表面，該滾筒表面具有在用于滾筒的一部分的擠出部的包繞部(wrap)之間的第一間隔和用于滾筒的不同部分的擠出部的包繞部的第二間隔；
[0025]圖8示出定位在勻繞件(levelwind)164和擠出部190之間的繩索30的側(cè)橫截面圖，該擠出部190具有向上延伸的導(dǎo)軌172，該導(dǎo)軌172位于勻繞件164的延伸部174中的狹槽172內(nèi)；
[0026]圖9示出位于勻繞件164和滾筒表面70a之間的繩索30的橫截面?zhèn)纫晥D，且附連到勻繞件164的延伸導(dǎo)引件180延伸到鄰近繩索30的槽73內(nèi)；以及
[0027]圖10是根據(jù)示例性實(shí)施方式的方法。
【具體實(shí)施方式】
[0028]在此描述了示例方法和系統(tǒng)。在此描述的任何示例實(shí)施方式或特征不必理解為相比其它實(shí)施方式或特征是優(yōu)選的或有利的。在此描述的示例性實(shí)施方式不意味著限制。將輕易理解，所公開的系統(tǒng)和方法的特定方面可以按照多種不同構(gòu)造來布置和組合，所有這些在此都可以構(gòu)想到。
[0029]此外，圖中所示的特定布置不應(yīng)視為限制。應(yīng)該理解的是，其它實(shí)施方式可以包括或多或少的給定圖中所示的每個(gè)元件。此外，一些示出的元件可以被組合或省略。再者，示例實(shí)施方式可以包括圖中未示出的元件。
[0030]1.概述
[0031]示例實(shí)施方式涉及飛行器，它可以用在風(fēng)能系統(tǒng)中，如空中風(fēng)力渦輪機(jī)(AWT)中。尤其是，圖示的實(shí)施方式可以涉及或采取使用空中飛行器的方法和系統(tǒng)的形式，該空中飛行器利用導(dǎo)電繩索被系到地面站。
[0032]諸如AWT的風(fēng)能系統(tǒng)可以用于將風(fēng)能轉(zhuǎn)變成電能。AWT是基于風(fēng)的能量產(chǎn)生系統(tǒng)，其可以包括飛行器，該飛行器由安裝有渦輪機(jī)的剛性翼構(gòu)造。飛行器可以是可操作的，以在跨過風(fēng)的路徑上飛行，如在地面(或水)之上的基本上圓形路徑，以將風(fēng)動(dòng)能轉(zhuǎn)變成電能，在這種側(cè)風(fēng)飛行中，飛行器以類似于風(fēng)力渦輪機(jī)的尖端(tip)的圓形圖案跨過風(fēng)飛行。附連到剛性翼的轉(zhuǎn)子用于通過減慢翼產(chǎn)生動(dòng)力?？邕^渦輪葉片移動(dòng)的空氣迫使葉片旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電力。飛行器通過導(dǎo)電繩索連接到地面站，該導(dǎo)電繩索將飛行器產(chǎn)生的電力傳輸?shù)降孛嬲?，并傳輸?shù)诫娋W(wǎng)上。
[0033]當(dāng)期望飛行器著陸時(shí)，導(dǎo)電繩索被纏繞在地面站內(nèi)的線軸或滾筒(drum)上，并且滾筒被旋轉(zhuǎn)，以朝向地面站上的停留地收回(reel in)飛行器。在著陸在停留地上之前，飛行器從飛行模式轉(zhuǎn)換成懸停模式。滾筒被進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)，以進(jìn)一步將繩索纏繞在滾筒上，直到飛行器?？吭谕Ａ舻厣蠟橹?。
[0034]導(dǎo)電繩索可以由鋁導(dǎo)體圍繞的碳纖維芯部構(gòu)成。碳纖維芯部和鋁導(dǎo)體可以定位在外部絕緣部之內(nèi)。如上面指出的，繩索將電力從飛行器通過鋁導(dǎo)體傳輸?shù)降孛嬲?，并且必須留意以保護(hù)繩索。在實(shí)施方式中，繩索具有500米的長度，它必須被仔細(xì)地纏繞在滾筒上，而不會(huì)壓傷或損壞繩索。繩索趨于在拉伸方面非常強(qiáng)，但是由于絕緣部和導(dǎo)線能夠被壓縮，在存儲(chǔ)方面易損傷。因此，期望的是提供一種滾筒表面，隨著繩索纏繞在滾筒上，該滾筒表面減小應(yīng)力集中并保護(hù)繩索。
[0035]此外，如上面指出的，繩索將電力從飛行器通過鋁導(dǎo)體傳輸?shù)降孛嬲?，這產(chǎn)生大量的熱量。在滾筒上的同時(shí)冷卻繩索是重要的，由于在這個(gè)位置處繩索中的導(dǎo)體仍產(chǎn)生熱量。在具有連續(xù)表面的滾筒上，并尤其是繩索的連續(xù)長度的緊卷定位的滾筒上，存在很少的自然對流來冷卻繩索，并且確實(shí)發(fā)生的對流建立熱空氣的邊界層，該熱空氣的邊界層沖擊在繩索的其它部分上，將繩索進(jìn)一步從冷空氣隔離。因此，期望的是提供一種能夠從繩索存儲(chǔ)之處的滾筒的表面上耗散熱量的滾筒。
[0036]在所公開的示例性實(shí)施方式中，滾筒可以或是豎直的或是水平的(或它們的組合)，并能夠?qū)⒗K索纏繞在滾筒上，且在繩索的連續(xù)長度之間具有期望的間隔。此外，尤其是在豎直滾筒的情況下，所公開的示例性實(shí)施方式提供一種滾筒表面，該滾筒表面作用為在繩索被存儲(chǔ)在滾筒上時(shí)，防止繩索在滾筒的表面上向下“滑動(dòng)”，并保持繩索的連續(xù)長度之間的期望間隔。
[0037]在一些實(shí)施方式中，繩索在長度方面可以為大約500米，但是也可以使用更短或更長的繩索。繩索纏繞在滾筒上，而繩索的連續(xù)長度沒有纏繞在彼此之上(不同于魚線輪，其中魚線包繞在自身之上)。結(jié)果，滾筒可能需要相當(dāng)長，以容納繩索的整個(gè)長度和重量。滾筒必須還具有足夠的強(qiáng)度以承受由繩索的重量和張力所造成的繩索的壓縮力。但是，由于多個(gè)原因，重的滾筒是不期望的，該原因包括材料成本和需要飛翼在發(fā)射時(shí)克服被完全纏繞的滾筒的滾筒慣性。于是，示例實(shí)施方式提供了一種容易制造的堅(jiān)固但重量輕的滾筒。
[0038]在示例實(shí)施方式中，提供了一種滾筒，繩索纏繞在該滾筒上。滾筒在滾筒表面上包含有一組盤旋或螺旋的圓形槽，使得繩索在繩索和滾筒的表面之間的接觸點(diǎn)處不具有壓力集中。將繩索纏繞到具有非圓形橫截面或具有平坦表面的滾筒上導(dǎo)致在繩索和滾筒表面之間的接觸點(diǎn)處的高應(yīng)力集中，這會(huì)損壞繩索。滾筒的表面可以由纏繞在滾筒框架上的擠出部(extrus1n)形成。該擠出部可以設(shè)置有具有槽的橫截面，該槽符合或環(huán)抱繩索。換句話說，擠出部的外表面可以設(shè)置有符合繩索的外表面的幾何形狀。因此，如果繩索的外表面是圓形的，則擠出部的外表面可以具有繩索將停靠在其中的相對應(yīng)的圓形表面。類似地，如果繩索的表面是橢圓形的，并且更符合空氣動(dòng)力學(xué)的，擠出部的相對應(yīng)表面可以形成為匹配繩索的橢圓形表面。
[0039]擠出部可以由擠制鋁形成。鋁是堅(jiān)固、重量輕材料，其易于擠出。但是，在一些實(shí)施方式中，可以使用復(fù)合材料或塑料材料。實(shí)際上，擠出部可以在其使用管狀輥(tuberoller)離開擠出機(jī)時(shí)纏繞在滾筒框架上。由于擠出機(jī)的尺寸上的限制，用于滾筒表面的擠出部可以由多個(gè)分離長度的擠出部構(gòu)成，所述多個(gè)分離長度的擠出部在它們相應(yīng)的端部處接合，以形成圍繞滾筒的表面的連續(xù)螺旋槽。
[0040]用于滾筒的表面的鋁擠出部的使用具有多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。例如，擠制部分制造成本低，這是因?yàn)閿D出部與機(jī)加工表面相比更快并且材料浪費(fèi)更少。另外，擠出部可以在擠出部的環(huán)抱部分之下具有各種橫截面，通過其它制造方法，這將難于或不可能產(chǎn)生。
[0041]例如，可以使用中空盒狀梁(beam)形狀，以提供在彎曲以及扭轉(zhuǎn)方面的高剛性。盒的內(nèi)側(cè)是中空的，使所需的材料量最少?？商娲?，為了簡單，可以使用I形梁布局，可能是成本最低的選項(xiàng)。此外，可以使用M形橫截面，并且可以結(jié)合閉鎖機(jī)構(gòu)，其中，擠出部的每個(gè)包繞部能夠配合到前一包繞部上的狹槽中。例如，當(dāng)使用具有M形橫截面的擠出部時(shí)，閉鎖機(jī)構(gòu)在M形的左下部，為槽的形式，擠出部的相鄰包繞部的M形狀的右下部可以配合到其中。在一些實(shí)施方式中，閉鎖機(jī)構(gòu)可以包括壓配合，其中，M形狀的右下部壓配合到擠出部的相鄰包繞部內(nèi)的M形狀的左下部上，將擠出部的相鄰包繞部緊密配合到一起。
[0042]在一些實(shí)施方式中，擠出部的側(cè)部可以成扇形(scalloped)或被鉆孔，使得空氣可以通過擠出部的相鄰包繞部之間的間隙移動(dòng)。由于擠出部的形狀在滾筒框架之上延伸，并且熱量僅由繩索產(chǎn)生，所以浮力對流將驅(qū)動(dòng)空氣在擠出部的相鄰包繞部之間的間隙之間流動(dòng)，并且向上流動(dòng)到繩索外側(cè)和之上，將新的空氣帶入到邊界層之內(nèi)，以幫助冷卻繩索。在一些實(shí)施方式中，擠出部可以具有非對稱橫截面，以有助于空氣向內(nèi)流動(dòng)。
[0043]雖然很多滾筒框架是有可能的，但是單個(gè)滾筒框架可以由擠出部包繞在其上的鋼管或鋼板構(gòu)造。例如，管可以在平行于滾筒的軸線的方向上延伸，并且附連到圍繞滾筒的軸線可旋轉(zhuǎn)的輻條。在每個(gè)管處，擠出部可以焊接、鉚接、螺紋連接、螺栓連接、粘結(jié)或通過一些其它手段附連，以將擠出部保持在滾筒框架上的適當(dāng)位置。擠出部本身可以做得足夠厚并且具有高硬度輪廓，使得僅相對少數(shù)量的框架管可用于滾筒框架。擠出部實(shí)際上提供重量輕的蛋殼狀表面，其能夠承受相當(dāng)大的壓縮力，消除堅(jiān)固、重滾筒框架的要求。另外，由于所需要的最小滾筒框架元件和在擠出部的相鄰包繞部之間提供間隙的能力，空氣可以從一側(cè)通過滾筒框架一直流到另一側(cè)，以冷卻擠出部和繩索。
[0044]勻繞件可以用于將繩索導(dǎo)引到擠出部上。在一些實(shí)施方式中，勻繞件可以被插入滾筒內(nèi)。在具有纏繞到恒定螺旋上的勻繞件的設(shè)計(jì)中，滾筒需要切口以配合勻繞件，由于勻繞件包括大軸承，該大軸承在飛行過程中必須承載繩索負(fù)載。但是，在使用用于滾筒表面的擠出部的實(shí)施方式中，勻繞件可以定位在滾筒之上。勻繞件在滾筒的大部分之上，且擠出部的端部轉(zhuǎn)變角度(angled)，以在將繩索纏繞在滾筒上的同時(shí)在繩索導(dǎo)入部處產(chǎn)生可變螺旋。利用勻繞件定位在滾筒之上的這種構(gòu)造，滾筒不需要如勻繞件插入滾筒內(nèi)的情況下它所需要的那么大。這具有使得滾筒卷入和展開更加一致的額外優(yōu)點(diǎn)，并且實(shí)現(xiàn)非常高速度的部署。
[0045]使用用于滾筒表面的擠出部的另一益處在于可以使用不同的擠出部節(jié)段來形成擠出部。例如，在一些實(shí)施方式中，繩索最靠近飛行器的端部可以平滑(faired)以更符合空氣動(dòng)力學(xué)，或者與可以為圓形的繩索的另一端部不同地成形。繩索的空氣動(dòng)力學(xué)在飛行器附近遠(yuǎn)比在地面附近更重要。結(jié)果，擠出部的第一節(jié)段可以被成形為環(huán)抱繩索的最靠近地面的端部，且擠出部的第二節(jié)段可以被成形為環(huán)抱繩索的最靠近飛行器的不同成形的平滑部分。例外，如果需要，擠出部的第一節(jié)段的相鄰包繞部之間的間隔可以比擠出部的第二節(jié)段的相鄰包繞部之間的間隔更靠近到一起。此外，如上面指出的，擠出部的導(dǎo)入部可以在滾筒的端部處向外轉(zhuǎn)變角度，以提供用于勻繞件和繩索的導(dǎo)入部。當(dāng)使用擠出部時(shí)，這容易實(shí)現(xiàn)。
[0046]此外，勻繞件可以利用擠出部的形狀，以正確地將繩索纏繞在擠出部上。作為示例，在相鄰槽之間具有恒定間隔的實(shí)施方式中，勻繞件可以包括延伸導(dǎo)引件，該延伸導(dǎo)引件騎在繩索被纏繞處附近的擠出部的相鄰槽內(nèi)或位于前面的槽內(nèi)，以確保勻繞件將繩索正確纏繞在滾筒上。延伸導(dǎo)引件用于隨著繩索被纏繞在滾筒上而導(dǎo)引勻繞件。
[0047]可替代地是，擠出部可以具有向上延伸的導(dǎo)軌，且勻繞件可以包括具有狹槽的延伸部，該狹槽配合在該導(dǎo)軌上，以隨著繩索被纏繞在滾筒上而正確導(dǎo)引勻繞件。
[0048]所公開的實(shí)施方式允許成本低的構(gòu)造方法，其用于產(chǎn)生相對復(fù)雜的形狀，這解決了需要高容差和高載荷承載能力的困難需求。具有擠出表面的滾筒廉價(jià)、重量輕、堅(jiān)固，并且可以被快速構(gòu)建和設(shè)計(jì)原型(prototyped)。
[0049]2.說明性的空中風(fēng)力渦輪機(jī)
[0050]如圖1-2所公開的，公開了根據(jù)示例實(shí)施方式的空中風(fēng)力渦輪機(jī)(AWT)113AWT 10是基于風(fēng)的能量產(chǎn)生裝置，其包括飛行器20，該飛行器20由安裝有渦輪機(jī)40的剛性翼22構(gòu)成，其跨過風(fēng)在諸如基本上圓形路徑的路徑中飛行。在示例實(shí)施方式中，飛行器可以在地面(或水)之上250和600米之間飛行，以將風(fēng)動(dòng)能轉(zhuǎn)變成電能。但是，飛行器可以在其它高度飛行，而不背離本發(fā)明的范圍。在側(cè)風(fēng)飛行中，類似于風(fēng)力渦輪機(jī)的尖端，飛行器20以圓形圖案跨過風(fēng)飛行。附連到剛性翼22的轉(zhuǎn)子40用于通過減慢翼22而產(chǎn)生電能。跨過渦輪葉片移動(dòng)的空氣迫使葉片轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電力。飛行器20通過導(dǎo)電繩索30連接到地面站50，該導(dǎo)電繩索30將由飛行器產(chǎn)生的電力傳輸?shù)降孛嬲?0，并傳輸?shù)诫娋W(wǎng)上。
[0051]如圖1所示，飛行器20可以連接到繩索30，且繩索30可以連接到地面站50。在這個(gè)示例中，繩索30可以在地面站50上的一個(gè)位置處附連到地面站50，且利用系繩32a、32b和32c在飛行器2上的三個(gè)位置處附連到飛行器20。但是，在其它示例中，繩索30可以在多個(gè)位置處附連到地面站50和/或飛行器20的任何部分上。
[0052]地面站50可以用于保持和/或支撐飛行器20，直到它處于操作模式。地面站可以包括塔52，該塔52可以是大約15米高。地面站還可以包括繞滾筒軸線53可旋轉(zhuǎn)的滾筒52，其用于通過將繩索30纏繞在可旋轉(zhuǎn)的滾筒52上以收回飛行器20。在這個(gè)示例中，滾筒52豎直取向，雖然滾筒也可以水平(或成任何角度)取向。此外，地面站50可以進(jìn)一步構(gòu)造成在著陸期間接收飛行器20。例如，支撐元件56可以附連到從地面站50延伸的停留面板58。當(dāng)繩索30被纏繞在滾筒52上且飛行器20朝向地面站50被收回時(shí)，飛行器可以停置在停留面板58上。地面站50可以由能夠適當(dāng)?shù)乇３诛w行器20的任何材料形成，該飛行器20在懸停飛行、向前飛行或側(cè)風(fēng)飛行的同時(shí)附連和/或錨固到地面上。
[0053]繩索30可以將由飛行器20產(chǎn)生的電能傳輸?shù)降孛嬲?0。另外，繩索30可以將電力傳輸?shù)斤w行器20，以便在起飛、著陸、懸停飛行和/或向前飛行期間給飛行器20供以動(dòng)力。繩索30可以按照任何形式并利用任何材料構(gòu)造，該材料可以允許由飛行器20產(chǎn)生的電能的傳輸、傳送和/或利用，和/或允許電力向飛行器20的傳輸。繩索30也可以被構(gòu)造成在飛行器處于操作模式時(shí)承受飛行器20的一個(gè)或多個(gè)力。例如，繩索30可以包括芯部，該芯部構(gòu)造成在飛行器20處于懸停飛行、向前飛行和/或側(cè)風(fēng)飛行時(shí)承受飛行器20的一個(gè)或多個(gè)力。芯部可以由任何高強(qiáng)度纖維或碳纖維棒構(gòu)造。在一些示例中，繩索30可以具有固定長度或可變長度。例如，在一個(gè)示例中，繩索具有500米的固定長度。
[0054]飛行器20可以包括或采取各種類型裝置的形式，諸如風(fēng)箏、直升機(jī)、翼和/或飛機(jī)，除了其它可能之外。飛行器130可以由金屬、塑料和/或其它聚合物的實(shí)心結(jié)構(gòu)形成。飛行器130可以由允許高推重比和電能的產(chǎn)生的任何材料形成，該電能可以用于公用應(yīng)用中。另夕卜，可以選擇材料以允許輕量硬化、冗余和/或容錯(cuò)設(shè)計(jì)，這可以能夠應(yīng)對風(fēng)速和風(fēng)向中的大和/或突然轉(zhuǎn)變。其它材料也是有可能的。
[0055]如圖1中所示，并且如圖2中更詳細(xì)示出的，飛行器20可以包括主翼22、轉(zhuǎn)子40a和40b、尾桁或機(jī)身24以及尾翼26。這些部件中的任一個(gè)可以按照允許部件使用來克服重力提升飛行器和/或向前移動(dòng)飛行器的任何形式來成形。
[0056]主翼22可以為飛行器20提供主升力。主翼22可以是一個(gè)或多個(gè)剛性或柔性機(jī)翼(airfoil)，并且可以包括各種控制表面，如小翼、襟翼、方向舵、升降舵等。控制表面可以用于在懸停飛行、向前飛行和/或側(cè)風(fēng)飛行期間穩(wěn)定飛行器20和/或減小飛行器20上的拖曳力。主翼22可以是用于飛行器20的任何適當(dāng)?shù)牟牧?，以從事懸停飛行、向前飛行和/或側(cè)風(fēng)飛行。例如，主翼20可以包括碳纖維和/或無堿玻璃(e-glass)。
[0057]轉(zhuǎn)子連接器43可以用于將上部轉(zhuǎn)子40a連接到主翼22，且轉(zhuǎn)子連接器41可以用于將下部轉(zhuǎn)子40b連接到主翼22ο在一些示例中，轉(zhuǎn)子連接器43和41可以采取一個(gè)或多個(gè)外掛架(pylon)的形式，或在形式上與一個(gè)或多個(gè)外掛架類似，在這個(gè)示例中，轉(zhuǎn)子連接器43和41布置成使得上部轉(zhuǎn)子40a定位在翼22之上，而下部轉(zhuǎn)子40b定位在翼22之下。
[0058]轉(zhuǎn)子40a和40b可以構(gòu)造成驅(qū)動(dòng)一個(gè)或多個(gè)發(fā)電機(jī)，用于產(chǎn)生電能的目的。在這個(gè)示例中，轉(zhuǎn)子40a和40b可以各自包括一個(gè)或多個(gè)葉片45，如三個(gè)葉片。所述一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)子葉片45可以通過與風(fēng)的相互作用而旋轉(zhuǎn)，并且可以用于驅(qū)動(dòng)一個(gè)或多個(gè)發(fā)電機(jī)，另外，轉(zhuǎn)子40a和40b也可以構(gòu)造成在飛行中向飛行器20提供推力。利用這個(gè)布置，轉(zhuǎn)子40a和40b可以作用為一個(gè)或多個(gè)推進(jìn)單元，如推進(jìn)器。雖然在這個(gè)示例中轉(zhuǎn)子40a和40b被描繪為四個(gè)轉(zhuǎn)子，但是在其它示例中，飛行器20可以包括任何數(shù)量的轉(zhuǎn)子，如少于四個(gè)轉(zhuǎn)子或多于四個(gè)轉(zhuǎn)子，例如六個(gè)或八個(gè)轉(zhuǎn)子。
[0059]回來參照圖1，當(dāng)期望著陸飛行器20時(shí)，滾筒52被旋轉(zhuǎn)以朝向地面站50上的停留面板58收回飛行器20，并且導(dǎo)電繩索30被纏繞在滾筒52上。在著陸在停留面板58上之前，飛行器20從飛行模式轉(zhuǎn)換到懸停模式。滾筒52被進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)，以進(jìn)一步將繩索30纏繞在滾筒52上，直到飛行器20?？吭谕Ａ裘姘?8上為止。
[0060]如圖3A和3B中所示，導(dǎo)電繩索30可以由碳纖維芯部34構(gòu)成，該碳纖維芯部34由鋁導(dǎo)體36圍繞。碳纖維芯部34和鋁導(dǎo)體36可以定位在外部絕緣件38內(nèi)。如上面指出的，繩索30將電力從飛行器20通過鋁導(dǎo)體36傳輸?shù)降孛嬲?0，并且必須留意以在繩索纏繞在滾筒上時(shí)保護(hù)繩索30。在實(shí)施方式中，繩索30具有500米的長度，它必須被仔細(xì)纏繞在滾筒上，而不壓傷或損壞繩索30。繩索30趨于在拉伸方面非常強(qiáng)，但是在存儲(chǔ)中易損傷，由于絕緣件38和鋁導(dǎo)體36能夠被壓縮。在示例性實(shí)施方式中，碳纖維芯部24的直徑是14毫米，并且繩索的直徑是24毫米。
[0061 ]如圖3A中所示，當(dāng)繩索30纏繞在具有平坦表面70的滾筒上時(shí)，在繩索30的外表面和平坦?jié)L筒表面30之間的接觸點(diǎn)處的壓縮導(dǎo)致在繩索30內(nèi)的不期望的應(yīng)力集中。如圖3B中所示，本實(shí)施方式提供了具有槽73的滾筒表面70a，該槽73符合繩索30的外表面的橫截面形狀，由此擴(kuò)展繩索30和滾筒表面70a之間的接觸，并且減小繩索30中的應(yīng)力集中。
[0062]3.具有擠制表面的滾筒
[0063]在以下所公開的示例性實(shí)施方式并如圖所示，提供一種滾筒140，該滾筒或是豎直取向或是水平取向(或它們的組合)，并且能夠以繩索30的連續(xù)長度之間的期望間隔將繩索30纏繞在滾筒140上。此外，尤其是在豎直滾筒的情況下，所公開的實(shí)施方式提供了一種滾筒表面70a，該滾筒表面70a作用為防止繩索30沿滾筒70a的表面向下“滑動(dòng)”，并在繩索30存儲(chǔ)在滾筒140上時(shí)保持繩索30的連續(xù)長度之間的期望間隔。
[0064]滾筒140在滾筒表面上結(jié)合一組螺旋的或盤旋的圓形槽73，使得繩索30在繩索30和滾筒表面70a之間的接觸點(diǎn)處沒有壓力集中。滾筒的表面由擠出部形成，該擠出部纏繞在滾筒框架上，如圖4A-4C中所示的擠出部100、110或120。擠出部設(shè)置有具有槽7 3的橫截面，該槽73符合繩索30并環(huán)抱繩索30。從而，擠出部的外表面可以設(shè)置有符合繩索30的外表面的幾何形狀。
[0065]圖4A是可以用作圍繞滾筒框架包繞的擠出部的具有橫截面75的示例擠出部100。尤其是，擠出部100具有中空盒狀梁形狀，可以用于在彎曲以及扭轉(zhuǎn)方面提供高剛性。盒的內(nèi)側(cè)具有中空部分77，使得擠出部100所需的材料的量最少。槽73定位在擠出部100的頂表面上，并且還包括側(cè)壁79 ο空氣流通道78包括在盒狀梁形狀之下以允許空氣流過，從而耗散由繩索中的鋁導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量。
[0066]圖4B是具有橫截面115的替代示例擠出部110，該橫截面115具有I形梁布局，其可以為了簡單而使用，但仍提供充分的壓縮強(qiáng)度。此外，I形梁布局的使用也使得擠出部110所需要的材料的量最少。槽73定位在擠出部110的頂表面上，且還包括側(cè)壁119?？諝饬魍ǖ?18被包括在I形梁形狀的任一側(cè)上，以允許空氣流動(dòng)，以耗散由繩索中的鋁導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量。另外，擠出部IlOa的相鄰包繞部被示出定位在擠出部100附近，且在其頂表面上具有相鄰槽73a。間隔112可以設(shè)置在擠出部100和擠出部IlOa的相鄰包繞部之間。間隔112可以被調(diào)節(jié)，以按需要允許額外空氣圍繞繩索流過。間隔112可以通過以使得在擠出部的相鄰包繞部之間留下間隙這樣的方式將螺旋擠出部附連到滾筒表面形成。
[0067]圖4C是具有M形布局的橫截面125的另一可替代示例擠出部120。槽73定位在擠出部120的頂表面上，也包括側(cè)壁127?？諝饬魍ǖ?28定位在槽73之下以允許空氣流過，從而耗散繩索內(nèi)的鋁導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量。M形橫截面125是有利的，因?yàn)闆]有底部，使得空氣可以在槽73和繩索之下容易地流動(dòng)。擠出部120的M形橫截面可以結(jié)合閉鎖機(jī)構(gòu)，其中，擠出部的每個(gè)包繞部能夠配合到前一包繞部上的狹槽內(nèi)。尤其是，閉鎖機(jī)構(gòu)在M形橫截面125的左下側(cè)131內(nèi)，為槽132的形式，擠出部120a的相鄰包繞部的M形橫截面的右下部分129a配合在其中。在一些實(shí)施方式中，閉鎖機(jī)構(gòu)可以包括壓配合，在此，M形橫截面129a的右下部分壓配合到擠出部120的相鄰包繞部內(nèi)的M形橫截面125的左下側(cè)131上的槽132中，將擠出部120和120a的相鄰包繞部緊密配合到一起。在這個(gè)示例中，擠出部120a的相鄰包繞部包括在擠出部120a的上表面上的槽73a，并且包括左下部分131a，該左下部分131a包括槽132a，擠出部(未示出)的下一個(gè)相鄰包繞部的右下部分可以定位在該槽132a內(nèi)。
[0068]在一些實(shí)施方式中，擠出部的側(cè)部可以成扇形(scallop)或者被鉆有橫向孔，使得空氣能夠通過擠出部的相鄰包繞部移動(dòng)。另外，由于擠出部的形狀在滾筒框架之上延伸，并且熱量僅由繩索產(chǎn)生，所以浮力對流將驅(qū)動(dòng)空氣在擠出部的相鄰包繞部之間的間隙之間流動(dòng)，并且向上流動(dòng)到繩索的外側(cè)和繩索之上，將新的空氣帶到邊界層中，以幫助冷卻繩索。
[0069]擠出部100、110和120可以由擠制鋁形成，擠制鋁是堅(jiān)固、重量輕的材料，其容易被擠出。但是，在一些實(shí)施方式中，可以使用復(fù)合材料或塑料材料。
[0070]雖然很多類型的滾筒框架都是有可能的，如圖5A中所示，單個(gè)滾筒框架140可以由擠出部包繞在其上的鋼管或鋼板142構(gòu)成。例如，管可以在平行于滾筒框架140的軸線146的方向上延伸，并且附連到輻條144。擠出部可以焊接、鉚接、螺紋連接、螺栓連接、粘結(jié)或通過一些其它手段附連，以將擠出部保持在滾筒框架140的表面142上的適當(dāng)位置。擠出部本身被制得足夠厚并且為高硬度輪廓，使得僅相對少數(shù)量的框架管可以用于滾筒框架140。結(jié)果，可以在管之間提供間隙，以允許空氣通過滾筒框架140流過。
[0071]如圖5B中所示，利用管狀輥147和148，通過圍繞滾筒軸線146旋轉(zhuǎn)滾筒框架140，擠出部100可以在擠出部100離開擠出機(jī)150時(shí)被纏繞在滾筒框架140上。由于在擠出機(jī)的尺寸上的限制，用于滾筒表面的擠出部可以由多個(gè)分離長度的擠出部構(gòu)成，所述多個(gè)分離長度的擠出部在它們相應(yīng)的端部處接合，以在滾筒框架140上形成連續(xù)螺旋。
[0072]圖5C示出由滾筒框架140構(gòu)成的滾筒148，該滾筒框架140具有擠制表面70a，該擠制表面具有螺旋槽73，該螺旋槽被示為由已經(jīng)纏繞在滾筒框架140上的擠出部形成。用于滾筒148的表面70a的鋁擠出部的使用具有多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。例如，擠制部分制造成本低，由于擠出與機(jī)加工表面相比更快并且材料浪費(fèi)更少。另外，擠出可以在擠出部的環(huán)抱部分或槽73之下具有各種橫截面，如圖4A-4C中描述的那些。如上面指出的，擠出部的相鄰包繞部之間的間隔、擠出部的橫截面中的氣流通道、和/或在擠出部中的橫向孔可以用于提供氣流，該氣流可以從繩索被存放處的滾筒的表面耗散熱量。
[0073]滾筒148也必須具有足夠的強(qiáng)度以承受由繩索的重量和張力導(dǎo)致的繩索的壓縮力。本實(shí)施方式可以包括在滾筒框架140上的輻條144，該輻條144向滾筒148提供耐壓強(qiáng)度。此外，擠出部本身實(shí)際上提供重量輕的蛋殼狀表面，其能夠承受相當(dāng)大的壓縮力，消除對堅(jiān)固、重滾筒框架的需要。于是，示例實(shí)施方式提供了一種容易制造的堅(jiān)固但是重量輕的滾筒148。
[0074]另外，由于需要最少的滾筒框架元件以及在擠出部的相鄰包繞部之間提供間隙的能力，空氣可以通過滾筒框架從一側(cè)一直流動(dòng)到另一側(cè)，以冷卻擠出部和繩索。
[0075]如圖6中所示，勻繞件164可以用于利用繩索導(dǎo)引件170將繩索30導(dǎo)引到滾筒148的擠出表面70a上，在一些實(shí)施方式中，勻繞件164可以插入到滾筒中。在具有纏繞在恒定螺旋上的勻繞件的設(shè)計(jì)中，滾筒需要切口以配合勻繞件，由于勻繞件包括大的軸承，該軸承必須在飛行期間承受繩索負(fù)載。但是，在利用用于滾筒表面的擠出部的實(shí)施方式中，勻繞件164可以定位在滾筒之上，如圖6中所示。勻繞件164可以定位在滾筒的大部分之上，且擠出部71的端部轉(zhuǎn)變角度，以在將繩索30纏繞在滾筒148上的同時(shí)在繩索30的導(dǎo)入部分處產(chǎn)生可變的螺旋。隨著繩索被纏繞在滾筒上，或者借助勻繞件跨過滾筒表面的運(yùn)動(dòng)，或者借助滾筒表面在勻繞件之下的運(yùn)動(dòng)，勻繞件沿著滾筒的表面移動(dòng)。在這個(gè)示例中，繩索30的端部被示出附連到萬向支架166上，以及刺針(stinger) 168，在刺針168處，繩索的端部圍繞萬向支架軸線162可旋轉(zhuǎn)。
[0076]使用用于滾筒表面的擠出部的另一益處在于不同的擠出部節(jié)段可以用于形成擠出部。尤其是，在一些實(shí)施方式中，繩索的最靠近飛行器的端部可以被平滑以更符合空氣動(dòng)力學(xué)，或者與可以為圓形的繩索的另一端部不同地成形。繩索的空氣動(dòng)力學(xué)在飛行器附近遠(yuǎn)比在地面附近更重要。結(jié)果，擠出部的第一節(jié)段可以成形為環(huán)抱繩索的最靠近地面的端部，而擠出部的第二節(jié)段可以成形為環(huán)抱繩索的最靠近飛行器的不同成形的平滑部分。另夕卜，如果需要，擠出部的第一段的相鄰包繞部之間的間隔可以比擠出部的第二段的相鄰包繞部之間的間隔更靠近在一起。
[0077]圖7示出滾筒148a，該滾筒148a具有滾筒表面75a上的第一組槽75以及第二組槽75b，該第一組槽75具有在擠出部的相鄰包繞部之間的第一間隔，該第二組槽75b具有在擠出部的相鄰包繞部之間的第二更大的間隔。此外，槽75可以在形狀上與槽75b不同，以容納繩索的具有與將纏繞在槽75b上的繩索的部分不同橫截面的部分。
[0078]如圖8中所示，可以使用具有橫截面195的替代的擠出部190。橫截面195的底部左側(cè)196包括第一水平延伸狹槽196a，而橫截面195的底部右側(cè)194包括水平延伸的元件，該水平延伸的元件適于配合在擠出部190的前一相鄰的包繞部的狹槽196a之內(nèi)。另外，橫截面195的左上側(cè)197包括第二水平延伸的狹槽196b，且橫截面195的右上側(cè)192包括水平延伸的元件，該水平延伸的元件適于配合在擠出部190的前一相鄰的包繞部的狹槽196b內(nèi)。使用狹槽196a和196b，擠出部190的相鄰包繞部可以固定到擠出部190的前一包繞部上。
[0079]另外，勻繞件164可以利用擠出部190的其它特征，以將繩索30正確纏繞在擠出部190上。尤其是，由于勻繞件164的繩索導(dǎo)引件170定位在繩索30和槽37之上，所以擠出部190可以被提供有向上延伸的導(dǎo)軌193。勻繞件164可以包括延伸部174，該延伸部174具有形成在延伸部174和延伸部176的內(nèi)部部分之間的狹槽172，該狹槽172配合在導(dǎo)軌193上，以隨著繩索30被纏繞在槽27上而正確導(dǎo)引勻繞件164。也可以提供第二向上延伸的導(dǎo)軌193a，該第二向上延伸的導(dǎo)軌193a適于定位在勻繞件的相對側(cè)上的另一狹槽(未示出)內(nèi)。
[0080]此外，非圓形繩索本身可以用于將繩索導(dǎo)引到擠制的滾筒表面內(nèi)的槽上。尤其是，如圖8所示，繩索30可以包括延伸部31，該延伸部31適于配合在擠出部190的槽37之內(nèi)的狹槽199中。從而，與擠出部190的槽37之內(nèi)的狹槽199相配合，繩索30的延伸部31可以用于將繩索30導(dǎo)引到槽37上。
[0081]可替代的是，如圖9中所示，勻繞件164可以包括延伸部180，該延伸部180包括向下延伸的延伸導(dǎo)引件182，該延伸導(dǎo)引件182具有端部183，該端部183騎在繩索30正被纏繞之處附近的擠出部的相鄰槽內(nèi)，以確保勻繞件164將繩索30正確纏繞在槽73上。延伸導(dǎo)引件182用于隨著繩索30被纏繞在槽73上而導(dǎo)引勻繞件164。
[0082]4.形成具有擠制表面的滾筒的示例方法
[0083]圖10示出方法1000，該方法1000可以用于形成具有擠制表面的滾筒，該方法包括:步驟1002，將圍繞滾筒軸線可旋轉(zhuǎn)的滾筒框架定位在擠出機(jī)的出口前面;步驟1004，將擠出材料擠出到滾筒框架上；以及步驟1006，隨著滾筒框架旋轉(zhuǎn)，將擠出部彎曲到滾筒框架上，以形成滾筒表面，該滾筒表面是圍繞滾筒框架包繞的螺旋擠出部。
[0084]方法1000還可以包括:步驟1008，給擠出部提供具有上表面的橫截面，該上表面成形為符合導(dǎo)電繩索的外表面;步驟1010，成形該橫截面，以允許空氣在螺旋擠出部的相鄰包繞部之間流動(dòng)，用于耗散通過電力從飛翼經(jīng)導(dǎo)電繩索向地面站傳輸所產(chǎn)生的熱量；以及步驟1012，將螺旋擠出部固定到滾筒框架上。
[0085]5.結(jié)論
[0086]上面的詳細(xì)描述參照附圖描述了所公開的系統(tǒng)、裝置和方法的各種特征和功能。已經(jīng)在此公開了各個(gè)方面和實(shí)施方式，其它的方面和實(shí)施方式對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是明顯的。在此公開的各個(gè)方面和實(shí)施方式是用于說明的目的，而不意在限制，且真實(shí)的范圍和精髓由以下權(quán)利要求書指示。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于存儲(chǔ)導(dǎo)電繩索的滾筒，該導(dǎo)電繩索具有固定到飛行器的第一端部和固定到地面站的第二端部，所述滾筒包括: 圍繞滾筒軸線可旋轉(zhuǎn)的滾筒框架； 定位在滾筒框架上的滾筒表面，所述滾筒表面包括圍繞所述滾筒框架包繞的螺旋擠出部； 其中，所述擠出部具有橫截面，該橫截面具有上表面，所述上表面成形為符合所述導(dǎo)電繩索的外表面;且 其中，所述擠出部適于耗散通過從所述飛行器經(jīng)所述導(dǎo)電繩索向所述地面站傳輸電力而產(chǎn)生的熱量。2.如權(quán)利要求1所述的滾筒，其中，所述橫截面成形為允許空氣在所述螺旋擠出部的相鄰包繞部之間流動(dòng)。3.如權(quán)利要求1所述的滾筒，其中，在所述螺旋擠出部的相鄰包繞部之間提供間隔。4.如權(quán)利要求1所述的滾筒，其中，所述橫截面具有中空的、盒狀橫截面。5.如權(quán)利要求1所述的滾筒，其中，在所述螺旋擠出部內(nèi)設(shè)置橫向孔，以允許空氣在所述擠出部的上表面之下流動(dòng)。6.如權(quán)利要求1所述的滾筒，其中，所述橫截面具有在所述上表面之下向下延伸的腿部。7.如權(quán)利要求1所述的滾筒，其中，所述橫截面具有定位在所述橫截面的前導(dǎo)邊緣上的狹槽，下一個(gè)相鄰包繞部的尾邊緣的一部分配合在該狹槽中，以將所述螺旋擠出部的連續(xù)包繞部固定到一起。8.如權(quán)利要求7所述的滾筒，其中，所述狹槽包括在所述橫截面的前導(dǎo)邊緣上的延伸部，該延伸部形成垂直狹槽，下一個(gè)相鄰包繞部的尾邊緣上的向下延伸的腿部配合到該垂直狹槽中。9.如權(quán)利要求7所述的滾筒，其中，所述狹槽包括從所述橫截面的前導(dǎo)邊緣水平延伸的第一狹槽，下一個(gè)相鄰包繞部的尾邊緣上的第一水平延伸部分配合到該第一狹槽內(nèi)。10.如權(quán)利要求9所述的滾筒，還包括位于所述第一狹槽之下的第二狹槽，所述第二狹槽從所述橫截面的所述前導(dǎo)邊緣水平延伸，所述下一個(gè)相鄰包繞部的尾邊緣上的第二水平延伸部分配合在該第二狹槽中。11.如權(quán)利要求1所述的滾筒，其中，所述擠出部包括具有第一橫截面的第一部分和具有不同于所述第一橫截面的第二橫截面的第二部分。12.如權(quán)利要求11所述的滾筒，其中，所述第一部分具有上表面，該上表面成形為符合所述繩索的第一部分的外表面，且所述第二部分具有上表面，該上表面成形為符合所述繩索的第二部分的外表面，所述繩索的第二部分的外表面與所述繩索的第一部分的外表面不同地成形。13.如權(quán)利要求1所述的滾筒，其中，所述擠出部包括第一部分和第二部分，所述第一部分在所述擠出部的連續(xù)包繞部之間具有第一間隔，所述第二部分在擠出部的連續(xù)包繞部之間具有第二間隔，所述第二間隔不同于第一間隔。14.如權(quán)利要求1所述的滾筒，其中，所述擠出部的導(dǎo)入部分向外轉(zhuǎn)變角度。15.如權(quán)利要求1所述的滾筒，其中，勻繞件定位在所述滾筒之上，且所述勻繞件包括繩索導(dǎo)引件和延伸導(dǎo)引件，所述繩索導(dǎo)引件適于定位在所述擠出部的包繞部內(nèi)的槽之上，所述延伸導(dǎo)引件附連到所述繩索導(dǎo)引件，其適于在所述繩索纏繞在所述滾筒上時(shí)騎在所述擠出部的相鄰槽內(nèi)或位于前面的槽內(nèi)。16.如權(quán)利要求15所述的滾筒，其中，所述擠出部的橫截面包括鄰近繩索槽的第一向上延伸導(dǎo)軌，且所述勻繞件包括繩索導(dǎo)引件和第一延伸部，所述繩索導(dǎo)引件適于定位在所述擠出部的包繞部內(nèi)的槽之上，所述第一延伸部附連到所述繩索導(dǎo)引件上，適于在所述繩索纏繞在所述滾筒上時(shí)騎在所述第一向上延伸導(dǎo)軌上。17.如權(quán)利要求16所述的滾筒，其中，所述第一延伸部包括狹槽，當(dāng)所述繩索纏繞在所述滾筒上時(shí)，所述第一向上延伸導(dǎo)軌配合在該狹槽中。18.如權(quán)利要求16所述的滾筒，其中，所述擠出部的橫截面包括第二向上延伸導(dǎo)軌，該第二向上延伸導(dǎo)軌比所述第一導(dǎo)軌靠近所述繩索槽的相對側(cè)，所述勻繞件還包括第二延伸部，該第二延伸部適于在所述繩索纏繞在所述滾筒上時(shí)騎在所述第二向上延伸導(dǎo)軌上。19.如權(quán)利要求1所述的滾筒，其中，所述導(dǎo)電繩索的橫截面是非圓形的并且包括向外延伸部； 其中所述擠出部的上表面包括向下延伸狹槽，該向下延伸狹槽適于接收所述繩索上的所述向外延伸部；以及 其中，所述向外延伸部和所述向下延伸狹槽配合以在所述繩索纏繞在所述滾筒上時(shí)將所述繩索導(dǎo)引到所述滾筒上。20.如權(quán)利要求1所述的滾筒，其中，由線性軸承組成的導(dǎo)引件用于導(dǎo)引所述勻繞件離開所述滾筒。21.—種空中風(fēng)力渦輪系統(tǒng)，包括: 飛行器； 導(dǎo)電繩索，該導(dǎo)電繩索具有固定到所述飛行器的第一端部和固定到地面站的第二端部； 圍繞滾筒軸線可旋轉(zhuǎn)的滾筒框架，所述滾筒框架與所述地面站一起定位； 滾筒表面，所述滾筒表面定位在所述滾筒框架上，包括圍繞所述滾筒框架包繞的螺旋擠出部， 其中，所述擠出部具有橫截面，該橫截面具有上表面，該上表面成形為符合所述導(dǎo)電繩索的外表面；以及 其中，所述擠出部適于耗散通過從所述飛行器經(jīng)所述導(dǎo)電繩索向所述地面站傳輸電力而產(chǎn)生的熱量。22.如權(quán)利要求21所述的空中風(fēng)力渦輪系統(tǒng)，其中，所述橫截面成形為允許空氣在所述螺旋擠出部的相鄰包繞部之間流動(dòng)。23.—種形成用于存儲(chǔ)導(dǎo)電繩索的滾筒的方法，包括如下步驟: 在擠出機(jī)的出口前面定位圍繞滾筒軸線可旋轉(zhuǎn)的滾筒框架； 將擠出材料擠出到所述滾筒框架上以形成擠出部； 在所述滾筒框架正旋轉(zhuǎn)時(shí)，將所述擠出部彎曲到所述滾筒框架上，以形成滾筒表面，該滾筒表面是圍繞所述滾筒框架包繞的螺旋擠出部； 為所述擠出部提供橫截面，該橫截面具有上表面，該上表面成形為符合所述導(dǎo)電繩索的外表面； 成形所述橫截面以允許空氣在所述螺旋擠出部的相鄰包繞部之間流動(dòng)，用于耗散通過從飛行器經(jīng)所述導(dǎo)電繩索向地面站傳輸電力而產(chǎn)生的熱量；以及將所述螺旋擠出部固定到所述滾筒框架。
【文檔編號(hào)】F03D9/25GK105849022SQ201480070891
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2014年12月12日
【發(fā)明人】D.范德林德, B.哈克曼
【申請人】谷歌公司