CN105675193B - 无人机弹力弹射起飞控制装置以及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供无人机弹力弹射起飞控制装置以及控制方法，装置包括外壳、拉环、拉力传感器、控制电路板、显示器、调节旋钮、开关、电池、报警器和工作状态指示灯。优点为：(1)在无人机弹力弹射起飞过程中，通过本发明提供的弹力弹射起飞控制装置，能够精确实时的测量并显示无人机弹射时的弹力大小，并在弹力过大时通过报警器向操作人员提供报警，因此，方便控制无人机弹射时的弹力，既保证无人机正常起飞，又避免由于弹力过大而对无人机造成的损伤；(2)本装置能够根据不同的无人机，分别设置对应的需报警的最大拉力值，增大了本装置的应用范围；(3)本发明外观小巧，不会对无人机的弹射造成影响，并且操作简单、使用范围广以及可移植性强。
Description
技术领域
本发明属于无人机起飞控制技术领域，具体涉及一种无人机弹力弹射起飞控制装置以及控制方法。
背景技术
无人机是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，近20年来，随着科技的进步，无人机技术已得到长足发展，无论在军用领域还是民用领域，均获得了广泛应用。
为了满足无人机在复杂地形的起飞要求，大多数轻型无人机都选择了弹力弹射起飞方式。弹力弹射起飞是指：将弹力元件的一端固定于无人机上，另一端固定于弹射装置上，利用拉伸弹力元件产生的弹力作动力，提供无人机起飞时所需的加速度，最终使无人机起飞；其中，弹力元件为伸缩性很强的弹力元件，例如，可以为橡皮筋、弹簧等。
现有技术中，主要通过经验控制弹力元件的拉伸长度，在实际使用过程中。存在以下问题：无法精确量化控制无人机起飞所需的弹力，因此，当弹力元件拉伸长度较小时，无法保证无人机正常起飞；而当弹力元件拉伸长度过大时，易导致无人机过载较大而发生损伤。
可见，如何对弹力元件拉伸长度进行有效控制，是目前亟需解决的问题。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种无人机弹力弹射起飞控制装置以及控制方法，可有效解决上述问题。
本发明采用的技术方案如下：
本发明提供一种无人机弹力弹射起飞控制装置，包括外壳(1)，所述外壳(1)的底端设置有用于与弹射装置固定连接的拉力孔(2)，所述外壳(1)的顶端设置有用于与弹力元件固定连接的拉环(3)，并且，所述外壳(1)的内部水平固定设置有拉力传感器(4)，所述拉力传感器(4)位于所述拉环(3)的正下方，在所述拉力传感器(4)的中心位置开设有垂直的连接孔(4A)，所述拉环(3)的底端穿过所述外壳(1)的壳壁而介入到所述拉力传感器(4)的连接孔(4A)中，并且，所述拉环(3)的底端与所述连接孔(4A)固定连接；
另外，还包括控制电路板(5)、显示器(6)、调节旋钮(7)、开关(8)、电池(9)、报警器(10)和工作状态指示灯(11)；其中，所述控制电路板(5)固定安装于所述外壳(1)的内部；所述显示器(6)、所述调节旋钮(7)、所述开关(8)、所述电池(9)、所述报警器(10)和所述工作状态指示灯(11)均为底端固定于所述外壳(1)的内部，顶端延伸到所述外壳(1)的外部；所述控制电路板(5)分别与所述拉力传感器(4)、所述显示器(6)、所述调节旋钮(7)、所述开关(8)、所述电池(9)、所述报警器(10)和所述工作状态指示灯(11)电连接。
优选的，所述外壳(1)包括上外壳(1-1)和下外壳(1-2)；所述上外壳(1-1)和所述下外壳(1-2)相互扣合形成中空的盒体。
优选的，所述上外壳(1-1)的四角位置分别设置有固定孔(1I)，所述下外壳(1-2)的四角位置分别设置有对应的凸起；通过所述凸起和所述固定孔(1I)的配合作用，实现所述上外壳(1-1)和所述下外壳(1-2)的相互扣合锁紧。
优选的，所述外壳(1)的内部腔体设置有拉力传感器槽(1A)、拉环槽(1B)、显示器槽(1C)、调节旋钮槽(1D)、开关槽(1E)、电池槽(1F)、报警器槽(1G)和工作状态指示灯安装孔(1H)，分别用于安装固定所述拉力传感器(4)、所述拉环(3)的底端部、所述显示器(6)、所述调节旋钮(7)、所述开关(8)、所述电池(9)、所述报警器(10)和所述工作状态指示灯(11)。
优选的，所述拉力传感器(4)包括应变体(4B)、第1应变片(4C)、第2应变片(4D)、第3应变片(4E)和第4应变片(4F)；其中，所述应变体(4B)为承力单元，受到拉伸时会产生形变；所述连接孔(4A)开设于所述应变体(4B)的中心位置；所述第1应变片(4C)和所述第2应变片(4D)粘贴于所述应变体(4B)的一面，且对称位于所述连接孔(4A)的左右两侧；所述第3应变片(4E)和所述第4应变片(4F)粘贴于所述应变体(4B)的另一面，且对称位于所述连接孔(4A)的左右两侧。
优选的，所述第1应变片(4C)、所述第2应变片(4D)、所述第3应变片(4E)和所述第4应变片(4F)相互连接构成惠斯通电桥，用于将应变体(4B)的形变转换为电信号。
优选的，所述控制电路板(5)集成有处理器、信号比较电路和信号放大电路；所述拉力传感器(4)的输出端依次通过所述信号放大电路和所述信号比较电路后，连接到所述处理器的输入端。
本发明还提供一种无人机弹力弹射起飞控制方法，包括以下步骤：
步骤1，将弹力弹射起飞控制装置的拉力孔(2)与弹射装置固定连接，将拉环(3)钩挂于弹力元件上；
步骤2，打开开关(8)，工作状态指示灯(11)点亮，表明弹力弹射起飞控制装置上电进入工作状态；
步骤3，通过调节旋钮(7)设置本次起飞所允许的最大拉力值；
步骤4，在进行无人机弹力弹射起飞过程中，无人机拉伸弹力元件产生弹力，在弹力元件被拉伸过程中，弹力元件产生的拉力通过拉环(3)传递到拉力传感器(4)，使拉力传感器(4)的应变体(4B)产生微小变形，所产生的微小变形同时被第1应变片(4C)、第2应变片(4D)、第3应变片(4E)和第4应变片(4F)感知，并通过所述第1应变片(4C)、所述第2应变片(4D)、所述第3应变片(4E)和所述第4应变片(4F)相互连接构成惠斯通电桥转换为电信号传递到控制电路板(5)；
步骤5，控制电路板(5)将接收到的电信号转换成当前实际拉力值，并通过显示器(6)显示；
另外，所述控制电路板(5)将得到的当前实际拉力值与预设置的最大拉力值进行对比，判断当前实际拉力值是否大于所述最大拉力值，如果是，则触发报警器(10)进行报警。
本发明提供的无人机弹力弹射起飞控制装置以及控制方法具有以下优点：
(1)在无人机弹力弹射起飞过程中，通过本发明提供的弹力弹射起飞控制装置，能够精确实时的测量并显示无人机弹射时的弹力大小，并在弹力过大时通过报警器向操作人员提供报警，因此，方便控制无人机弹射时的弹力，既保证无人机正常起飞，又避免由于弹力过大而对无人机造成的损伤；
(2)本装置能够根据不同的无人机，分别设置对应的需报警的最大拉力值，增大了本装置的应用范围；
(3)本发明外观小巧，不会对无人机的弹射造成影响，并且操作简单、使用范围广以及可移植性强。
附图说明
图1为本发明提供的无人机弹力弹射起飞控制装置的外部结构示意图；
图2为图1中拆卸掉下外壳后的结构示意图；
图3为本发明提供的上外壳的结构示意图；
图4为本发明提供的拉力传感器的立体结构示意图；
图5为本发明提供的拉力传感器的侧面结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供一种无人机弹力弹射起飞控制装置，参考图1，为无人机弹力弹射起飞控制装置的外部结构示意图，参考图2，为壳体内部的结构示意图，包括外壳1、拉环3、控制电路板5、显示器6、调节旋钮7、开关8、电池9、报警器10和工作状态指示灯11。
其中，外壳1包括上外壳1-1和下外壳1-2；上外壳1-1和下外壳1-2相互扣合形成中空的盒体。具体的，上外壳1-1的四角位置分别设置有固定孔1I，下外壳1-2的四角位置分别设置有对应的凸起；通过凸起和固定孔1I的配合作用，实现上外壳1-1和下外壳1-2的相互扣合锁紧。
参考图3，外壳1的内部腔体设置有拉力传感器槽1A、拉环槽1B、显示器槽1C、调节旋钮槽1D、开关槽1E、电池槽1F、报警器槽1G和工作状态指示灯安装孔1H，分别用于安装固定拉力传感器4、拉环3的底端部、显示器6、调节旋钮7、开关8、电池9、报警器10和工作状态指示灯11。
外壳1的底端设置有用于与弹射装置固定连接的拉力孔2，外壳1的顶端设置有用于与弹力元件固定连接的拉环3，并且，外壳1的内部水平固定设置有拉力传感器4，拉力传感器4位于拉环3的正下方，在拉力传感器4的中心位置开设有垂直的连接孔4A，拉环3的底端穿过外壳1的壳壁而介入到拉力传感器4的连接孔4A中，并且，拉环3的底端与连接孔4A固定连接；
另外，控制电路板5固定安装于外壳1的内部；显示器6、调节旋钮7、开关8、电池9、报警器10和工作状态指示灯11均为底端固定于外壳1的内部，顶端延伸到外壳1的外部，以方便用户操作；控制电路板5分别与拉力传感器4、显示器6、调节旋钮7、开关8、电池9、报警器10和工作状态指示灯11电连接，此外，控制电路板5集成有处理器、信号比较电路和信号放大电路；拉力传感器4的输出端依次通过信号放大电路和信号比较电路后，连接到处理器的输入端。
本发明中，参考图4和图5，为拉力传感器的示意图，拉力传感器4包括应变体4B、第1应变片4C、第2应变片4D、第3应变片4E和第4应变片4F；其中，应变体4B为承力单元，受到拉伸时会产生微小形变；连接孔4A开设于应变体4B的中心位置；第1应变片4C和第2应变片4D粘贴于应变体4B的一面，且对称位于连接孔4A的左右两侧；第3应变片4E和第4应变片4F粘贴于应变体4B的另一面，且对称位于连接孔4A的左右两侧。第1应变片4C、第2应变片4D、第3应变片4E和第4应变片4F相互连接构成惠斯通电桥，用于将应变体4B的形变转换为电信号。
本发明还提供一种无人机弹力弹射起飞控制方法，包括以下步骤：
步骤1，将弹力弹射起飞控制装置的拉力孔2与弹射装置固定连接，将拉环3钩挂于弹力元件上；
步骤2，打开开关8，工作状态指示灯11点亮，表明弹力弹射起飞控制装置上电进入工作状态；
步骤3，通过调节旋钮7设置本次起飞所允许的最大拉力值；
步骤4，在进行无人机弹力弹射起飞过程中，无人机拉伸弹力元件产生弹力，在弹力元件被拉伸过程中，弹力元件产生的拉力通过拉环3传递到拉力传感器4，使拉力传感器4的应变体4B产生微小变形，所产生的微小变形同时被第1应变片4C、第2应变片4D、第3应变片4E和第4应变片4F感知，并通过第1应变片4C、第2应变片4D、第3应变片4E和第4应变片4F相互连接构成惠斯通电桥转换为电信号传递到控制电路板5；
步骤5，控制电路板5将接收到的电信号转换成当前实际拉力值，并通过显示器6显示；因此，操作人员能够实时观测无人机当前所受的弹力值；
另外，控制电路板5将得到的当前实际拉力值与预设置的最大拉力值进行对比，判断当前实际拉力值是否大于最大拉力值，如果是，则触发报警器10进行报警，进而保护无人机，避免对无人机或弹射装置造成损害。
由此可见，本发明提供的无人机弹力弹射起飞控制装置以及控制方法，具有以下优点：
(1)在无人机弹力弹射起飞过程中，通过本发明提供的弹力弹射起飞控制装置，能够精确实时的测量并显示无人机弹射时的弹力大小，并在弹力过大时通过报警器向操作人员提供报警，因此，方便控制无人机弹射时的弹力，既保证无人机正常起飞，又避免由于弹力过大而对无人机造成的损伤；
(2)本装置能够根据不同的无人机，分别设置对应的需报警的最大拉力值，增大了本装置的应用范围；
(3)本发明外观小巧，不会对无人机的弹射造成影响，并且操作简单、使用范围广以及可移植性强。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种无人机弹力弹射起飞控制装置，其特征在于，包括外壳(1)，所述外壳(1)的底端设置有用于与弹射装置固定连接的拉力孔(2)，所述外壳(1)的顶端设置有用于与弹力元件固定连接的拉环(3)，并且，所述外壳(1)的内部水平固定设置有拉力传感器(4)，所述拉力传感器(4)位于所述拉环(3)的正下方，在所述拉力传感器(4)的中心位置开设有垂直的连接孔(4A)，所述拉环(3)的底端穿过所述外壳(1)的壳壁而介入到所述拉力传感器(4)的连接孔(4A)中，并且，所述拉环(3)的底端与所述连接孔(4A)固定连接；
另外，还包括控制电路板(5)、显示器(6)、调节旋钮(7)、开关(8)、电池(9)、报警器(10)和工作状态指示灯(11)；其中，所述控制电路板(5)固定安装于所述外壳(1)的内部；所述显示器(6)、所述调节旋钮(7)、所述开关(8)、所述电池(9)、所述报警器(10)和所述工作状态指示灯(11)均为底端固定于所述外壳(1)的内部，顶端延伸到所述外壳(1)的外部；所述控制电路板(5)分别与所述拉力传感器(4)、所述显示器(6)、所述调节旋钮(7)、所述开关(8)、所述电池(9)、所述报警器(10)和所述工作状态指示灯(11)电连接；
其中，所述外壳(1)的内部腔体设置有拉力传感器槽(1A)、拉环槽(1B)、显示器槽(1C)、调节旋钮槽(1D)、开关槽(1E)、电池槽(1F)、报警器槽(1G)和工作状态指示灯安装孔(1H)，分别用于安装固定所述拉力传感器(4)、所述拉环(3)的底端部、所述显示器(6)、所述调节旋钮(7)、所述开关(8)、所述电池(9)、所述报警器(10)和所述工作状态指示灯(11)；
其中，所述拉力传感器(4)包括应变体(4B)、第1应变片(4C)、第2应变片(4D)、第3应变片(4E)和第4应变片(4F)；其中，所述应变体(4B)为承力单元，受到拉伸时会产生形变；所述连接孔(4A)开设于所述应变体(4B)的中心位置；所述第1应变片(4C)和所述第2应变片(4D)粘贴于所述应变体(4B)的一面，且对称位于所述连接孔(4A)的左右两侧；所述第3应变片(4E)和所述第4应变片(4F)粘贴于所述应变体(4B)的另一面，且对称位于所述连接孔(4A)的左右两侧；
其中，所述第1应变片(4C)、所述第2应变片(4D)、所述第3应变片(4E)和所述第4应变片(4F)相互连接构成惠斯通电桥，用于将应变体(4B)的形变转换为电信号。
2.根据权利要求1所述的无人机弹力弹射起飞控制装置，其特征在于，所述外壳(1)包括上外壳(1-1)和下外壳(1-2)；所述上外壳(1-1)和所述下外壳(1-2)相互扣合形成中空的盒体。
3.根据权利要求2所述的无人机弹力弹射起飞控制装置，其特征在于，所述上外壳(1-1)的四角位置分别设置有固定孔(1I)，所述下外壳(1-2)的四角位置分别设置有对应的凸起；通过所述凸起和所述固定孔(1I)的配合作用，实现所述上外壳(1-1)和所述下外壳(1-2)的相互扣合锁紧。
4.根据权利要求1所述的无人机弹力弹射起飞控制装置，其特征在于，所述控制电路板(5)集成有处理器、信号比较电路和信号放大电路；所述拉力传感器(4)的输出端依次通过所述信号放大电路和所述信号比较电路后，连接到所述处理器的输入端。
5.一种应用权利要求1所述的无人机弹力弹射起飞控制装置的无人机弹力弹射起飞控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，将弹力弹射起飞控制装置的拉力孔(2)与弹射装置固定连接，将拉环(3)钩挂于弹力元件上；
步骤2，打开开关(8)，工作状态指示灯(11)点亮，表明弹力弹射起飞控制装置上电进入工作状态；
步骤3，通过调节旋钮(7)设置本次起飞所允许的最大拉力值；
步骤4，在进行无人机弹力弹射起飞过程中，无人机拉伸弹力元件产生弹力，在弹力元件被拉伸过程中，弹力元件产生的拉力通过拉环(3)传递到拉力传感器(4)，使拉力传感器(4)的应变体(4B)产生微小变形，所产生的微小变形同时被第1应变片(4C)、第2应变片(4D)、第3应变片(4E)和第4应变片(4F)感知，并通过所述第1应变片(4C)、所述第2应变片(4D)、所述第3应变片(4E)和所述第4应变片(4F)相互连接构成惠斯通电桥转换为电信号传递到控制电路板(5)；
步骤5，控制电路板(5)将接收到的电信号转换成当前实际拉力值，并通过显示器(6)显示；
另外，所述控制电路板(5)将得到的当前实际拉力值与预设置的最大拉力值进行对比，判断当前实际拉力值是否大于所述最大拉力值，如果是，则触发报警器(10)进行报警。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20170606 Termination date: 20201215 |