CN105857625B - 用于无人飞行器失控时的自动熄火保护装置和方法 - Google Patents
用于无人飞行器失控时的自动熄火保护装置和方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种用于无人飞行器失控时的自动熄火保护装置，包括：设置在油门舵机舵盘上可随其同步转动的动触片，该舵盘盘体上的一连接点与发动机油门之间连接有固定长度的油门拉绳，可在该舵盘盘体旋转中随着该连接点远离或接近油门位置而通过该油门拉绳控制油门大小，所述动触片设置在舵盘盘体上的位于该连接点的使油门变小的旋转方向即反向上的一侧；常开静触片，其设置在机体上并靠近油门舵机舵盘，相对舵盘上的所述连接点位于所述反向旋转方向上一侧，该常开静触片与飞行器的发动机的熄火线路连接。本发明还公开了相应的保护方法。本发明通过在无人飞行器使其与地面控制站的控制时，通过对熄火结构的控制操作，实现对发动机的熄火，从而保护飞行器，解决目前的无人飞行器失控时容易发生损伤的技术问题。
Description
技术领域
本发明属于无人飞行器控制技术领域，具体涉及一种用于无人飞行器失去控制时的自动熄火保护装置和方法。
背景技术
无人飞行器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行器，例如无人飞机。无人飞行器一般可以分为无人固定翼飞行器、无人垂直起降飞行器、无人飞艇、无人直升机、无人多旋翼飞行器、无人伞翼机等。无人飞行器的应用范围越来越广泛，包括在航拍、农业、植保、自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检、救灾、影视拍摄、制造浪漫等等领域的应用，大大的拓展了无人机本身的用途。
无人飞行器在飞行中可能会出现与地面控制站失去联系从而导致地面控制站无法实时控制飞行器的状态，这种无人飞行器失控会导致比较严重的后果，轻则飞行器及其携带的设备撞毁报废，严重时可能对人或者建筑物带来伤害。
为此，无人飞行器大都带有自动保护程序，以避免上述问题的出现。目前，无人飞行器采用的自动保护程序，一般都是当无人飞行器检测到地面控制站失去对飞行器的控制时，飞行器的控制程序将会对飞行器启动紧急迫降或者自动归航。其中，飞行器紧急迫降一般是通过弹射出减速气囊来实现，这种迫降方式，在实际操作使用过程中存在无人飞行器动力不能及时切断而造成飞行器发动机损伤同时使得飞行器在空中飞行姿态不稳，对飞行器降落造成损伤。
通过及时切断无人飞行器的动力例如熄火，从而使得保持发动机不受损伤同时保持飞行器飞行姿态平稳能够稳定降落，是一种有效的保护无人飞行器的方式。专利文献CN102328748A中公开了一种无人直升机着陆自动熄火系统，其中通过设置压触开关等设备，无人直升机着陆时，压触开关因无人直升机触地后受压而导通，而保险开关在无人直升机离地后已经导通，故此时整个熄火线回路对地短路，发动机立即自动熄火，从而可以实现在直升机着陆时安全可靠地将熄灭发动机，保护飞行器。但是，上述方案中对发动机的熄灭是在飞行器着落后通过与地面的压力接触实现，必须借助于对触片的压力，无法对位于空中的飞行器进行熄火控制。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种用于无人飞行器失控时的自动熄火保护装置和方法，其通过在无人飞行器使其与地面控制站的控制时，通过对熄火结构的控制操作，实现对发动机的熄火，从而保护飞行器，解决目前的无人飞行器失控时容易发生损伤的技术问题。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供一种用于无人飞行器失控时的自动熄火保护装置，其可在无人飞行器与控制站失去控制时对飞行器发动机进行熄火保护，实现对飞行器的安全保护，其特征在于，该自动熄火保护装置包括：
设置在油门舵机舵盘上可随其同步转动的动触片，该舵盘盘体上的一连接点与发动机油门之间连接有固定长度的油门拉绳，可在该舵盘盘体旋转中随着该连接点远离或接近油门位置而通过该油门拉绳控制油门大小，所述动触片设置在舵盘盘体上的位于该连接点的使油门变小的旋转方向即反向上的一侧；
常开静触片，其设置在机体上并靠近油门舵机舵盘，相对舵盘上的所述连接点位于所述反向旋转方向上一侧，该常开静触片与飞行器的发动机的熄火线路连接；
在飞行器失控时，油门舵盘被驱动而回转使得油门舵机回转到油门零位且该油门舵盘被驱动继续反向旋转，直至其带动所述动触片作为按压部件抵压所述常开静触片，使得所述常开静触片闭合，进而使发动机的熄火线路接通，从而实现对发动机的熄火停车。
作为本发明的进一步优选，所述舵盘盘体旋转中所述连接点与油门位置最近之处为油门零位，所述舵盘盘体处于该油门零位处时所述发动机处于怠速状态，所述动触片设置在位于油门零位的使得油门变小的旋转方向上的一侧。
作为本发明的进一步优选，所述舵机舵盘回转使得油门舵机回到零位且该油门舵盘被驱动继续负向旋转通过所述无人飞行器的控制系统在无人飞行器与控制站失去控制联系时发出的油门舵机控制指令驱动所述舵盘实现。
作为本发明的进一步优选，所述舵盘的外周表面上开有卡槽，所述动触片设置在所述卡槽中。
作为本发明的进一步优选，所述常开静触片相对舵盘上的所述连接点在舵盘周向上的间隔角度优选在10-20°范围内，更优选是12-18°范围内，最优选是15°。
按照本发明的另一方面，提供一种用于无人飞行器失控时的自动熄火保护方法，其可在无人飞行器与控制站失去控制时对飞行器发动机进行熄火保护，实现对飞行器的安全保护，其特征在于，该自动熄火保护方法包括：
在油门舵机舵盘上设置可随其同步转动的动触片，其中该舵盘盘体上的一连接点与发动机油门之间连接有固定长度的油门拉绳，可在该舵盘盘体旋转中随着该连接点远离或接近油门位置而通过该油门拉绳控制油门大小，所述动触片设置在舵盘盘体上的位于该连接点的使油门变小的旋转方向即反向上的一侧；
设置在机体上并靠近油门舵机舵盘的常开静触片，其相对舵盘上的所述连接点位于所述反向旋转方向上一侧，且该常开静触片与飞行器的发动机的熄火线路连接；
在飞行器失控时，油门舵盘被驱动而回转使得油门舵机回转到油门零位且该油门舵盘被驱动继续反向旋转，直至其带动所述动触片作为按压部件抵压所述常开静触片，使得所述常开静触片闭合，进而使发动机的熄火线路接通，从而实现对发动机的熄火停车。
作为本发明的进一步优选，所述舵盘盘体旋转中所述连接点与油门位置最近之处为油门零位，所述舵盘盘体处于该油门零位处时所述发动机处于怠速状态，所述动触片设置在位于油门零位的使得油门变小的旋转方向上的一侧。
作为本发明的进一步优选，所述舵机舵盘回转使得油门舵机回到零位且该油门舵盘被驱动继续负向旋转通过所述无人飞行器的控制系统在无人飞行器与控制站失去控制联系时发出的油门舵机控制指令驱动所述舵盘实现。
作为本发明的进一步优选，所述舵盘的外周表面上开有卡槽，所述动触片设置在所述卡槽中。
作为本发明的进一步优选，所述常开静触片相对舵盘上的所述连接点在舵盘周向上的间隔角度优选在10-20°范围内，更优选是12-18°范围内，最优选是15°。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
(1)本发明中，在判断无人飞行器与控制站失去控制联系时，采取对飞行器发动机进行熄火保护，自动切断飞行器发动机动力，从而可以克服无人飞行器失控时容易发生损伤的问题；
(2)本发明中，为控制飞行器发动机的熄火，采用了通过在舵机舵盘上设置熄火保护装置，通过舵盘的旋转使得该保护装置工作，进而使得发动机熄火线路导通，实现对发动机的熄火保护；
(3)本发明中，将熄火装置中的动触片设置在舵盘上的靠近油门零位的反向侧，并采用与熄火线路连接的常开静触片与设置在舵盘上可随动的动触片方式，实现对熄火的可靠控制，而且能够保持发动机正常工作时无人飞行器震动较大的状态下保证不会误接通使得发动机停机。
附图说明
图1是按照本发明一个实施例的自动熄火保护装置的结构示意图；
在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1-发动机油门钢丝绳，2-油门舵机舵盘，3-油门舵机信号线，4-油门舵机供电线，5-油门舵机，6-发动机熄火线，7-微动开关，8-动触片。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图1所示，按照本发明一个实施例的自动熄火保护装置包括发动机油门钢丝绳1，油门舵机舵盘2，油门舵机信号线3，油门舵机供电线4，油门舵机5，发动机熄火线6，微动开关7和动触片8。
动触片8设置在油门舵机舵盘2上可随其同步转动，该舵盘盘体2上的一连接点与发动机油门之间连接有固定长度的油门拉绳1，优选是钢丝绳，可在该舵盘盘体2旋转中随着该连接点远离或接近油门位置而通过该油门拉绳1控制油门大小。优选是在舵盘盘体靠近外周的周向上开有孔，拉绳通过该孔固定连接，使得该孔所处位置为连接点。
本实施例中，如图1所示，优选舵盘顺时针旋转为使得油门变大进而控制发动机的方向，本实施例中称之为正向。相反地，逆时针方向旋转之为反向旋转。
舵盘盘体旋转中连接点与油门位置最近之处为油门零位，舵盘盘体处于该油门零位处时飞行器的发动机处于怠速状态。相应地，正向旋转，连接点沿周向顺时针移动，使得拉绳拉扯油门从而油门加大；反向旋转，连接点沿周向逆时针移动，使得拉绳拉扯油门幅度减小直至油门零位时达到最小，进一步逆时针旋转则会反向使得拉绳拉扯油门从而油门也可能加大，直至使得动触片与微动开关抵接接触。
动触片8设置在舵盘盘体2上的位于该连接点的反向旋转而使得油门变小的一侧，即位于连接点的反向旋转侧，如图1中为位于连接点的逆时针方向一侧。
微动开关与发动机的熄火线路连接，在动触片压接常开静触片的微动开关可以使得发动机的熄火线路接通，完成发动机熄火停车。在一个实施例中，微动开关7为常开式静触片，优选是带滚轮的常开式静触片。滚轮式常开式静触片开关稳定高，能够在发动机正常工作时，无人飞行器震动较大的状态下保证不会误接通使得发动机停机。
微动开关7设置在飞行器机体上并位于靠近油门舵机舵盘2附近，并与飞行器的发动机的熄火线路6连接。具体地，微动开关相对连接点设置在舵盘的与动触片同侧的位置，其周向上间距连接点的角度以舵机舵盘逆向旋转一定角度从而使得动触片与微动开关7触碰接触为宜。
微动开关与油门零位相距的角度，并不进行具体限定，可以根据舵机的具体规格或参数进行选择，例如本实施例中优选可以是在10-20°范围内，更优选是12-18°范围内，例如最好是15°。即舵油门舵机舵盘2被驱动而反向旋转回到油门零位并且继续反向转动10-20°，更优选是12-18°范围内，例如最好是15°后，正好使得舵盘上的动触片恰好与微动开关接触，从而使熄火线路导通。
在一个实施例中，舵盘2的外周表面上开有卡槽，所述动触片设置在所述卡槽中。动触片安装在油门舵机舵盘的卡槽中通过螺栓螺母紧固。卡槽能使得动触片便于安装，通过紧固使动触片在接触常开静触片的时候更加稳定，不会受到弹力的影响，能够平稳的工作。
飞行器控制系统发出指令控制图1中油门舵机5使其机械运动，其中指令是指飞行器控制系统发出让图1中油门舵机舵盘2回到油门零位并且继续反向转动，使得动触片能够与微动开关接触的指令。例如一个实施例中，可以反向旋转15度角。
当无人飞行器控制程序判断无人飞行器处于失控状态时，就会通过油门舵机信号线3控制油门舵机5上的舵盘2回到油门零点并继续旋转相应角度，带动安装在油门舵机舵盘上的动触片8压接常开状态下的静触片7，使其接通发动机的熄火线路6达到发动机熄火停车的目的。
本发明的通过控制无人飞行器发动机自动熄火保护装置来实现当无人飞行器失去控制时能够及时切断发动机动力对无人飞行器来进行失控保护。
无人飞行器飞行控制系统对油门舵机的控制，所述的控制是指油门舵机回到零位并继续反向旋转。常开静触片安装机体上靠近油门舵机舵盘附近的位置，其特征是动触片受控运动作为按压部件，按压常开静触片使得静触片接通，实现对发动机的熄火停车。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于无人飞行器失控时的自动熄火保护装置，其可在无人飞行器与控制站失去控制时对飞行器发动机进行熄火保护，实现对飞行器的安全保护，其特征在于，该自动熄火保护装置包括：
设置在油门舵机舵盘上可随其同步转动的动触片，该舵盘盘体上的一连接点与发动机油门之间连接有固定长度的油门拉绳，可在该舵盘盘体旋转中随着该连接点远离或接近油门位置而通过该油门拉绳控制油门大小，所述动触片设置在舵盘盘体上的位于该连接点的使油门变小的旋转方向即反向上的一侧；
常开静触片，其设置在机体上并靠近油门舵机舵盘，相对舵盘上的所述连接点位于所述反向旋转方向上一侧，该常开静触片与飞行器的发动机的熄火线路连接；
在飞行器失控时，油门舵盘被驱动而回转使得油门舵机回转到油门零位且该油门舵盘被驱动继续反向旋转，直至其带动所述动触片作为按压部件抵压所述常开静触片，使得所述常开静触片闭合，进而使发动机的熄火线路接通，从而实现对发动机的熄火停车。
2.根据权利要求1所述的一种用于无人飞行器失控时的自动熄火保护装置，其中，所述舵盘盘体旋转中所述连接点离所述油门位置最近时为所述油门零位，所述舵盘盘体处于该油门零位处时所述发动机处于怠速状态，所述动触片设置在位于油门零位的使得油门变小的旋转方向上的一侧。
3.根据权利要求2所述的一种用于无人飞行器失控时的自动熄火保护装置，其中，所述舵机舵盘回转使得油门舵机回到油门零位且该油门舵盘被驱动继续负向旋转通过所述无人飞行器的控制系统在无人飞行器与控制站失去控制联系时发出的油门舵机控制指令驱动所述舵盘实现。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的一种用于无人飞行器失控时的自动熄火保护装置，其中，所述舵盘的外周表面上开有卡槽，所述动触片设置在所述卡槽中。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的一种用于无人飞行器失控时的自动熄火保护装置，其中，所述常开静触片相对舵盘上的所述连接点在舵盘周向上的间隔角度在10-20°范围内。
6.一种用于无人飞行器失控时的自动熄火保护方法，其可在无人飞行器与控制站失去控制时对飞行器发动机进行熄火保护，实现对飞行器的安全保护，其特征在于，该自动熄火保护方法包括：
在油门舵机舵盘上设置可随其同步转动的动触片，其中该舵盘盘体上的一连接点与发动机油门之间连接有固定长度的油门拉绳，可在该舵盘盘体旋转中随着该连接点远离或接近油门位置而通过该油门拉绳控制油门大小，所述动触片设置在舵盘盘体上的位于该连接点的使油门变小的旋转方向即反向上的一侧；
设置在机体上并靠近油门舵机舵盘的常开静触片，其相对舵盘上的所述连接点位于所述反向旋转方向上一侧，且该常开静触片与飞行器的发动机的熄火线路连接；
在飞行器失控时，油门舵盘被驱动而回转使得油门舵机回转到油门零位且该油门舵盘被驱动继续反向旋转，直至其带动所述动触片作为按压部件抵压所述常开静触片，使得所述常开静触片闭合，进而使发动机的熄火线路接通，从而实现对发动机的熄火停车。
7.根据权利要求6所述的一种用于无人飞行器失控时的自动熄火保护方法，其中，所述舵盘盘体旋转中所述连接点离油门位置最近时为所述油门零位，所述舵盘盘体处于该油门零位处时所述发动机处于怠速状态，所述动触片设置在位于油门零位的使得油门变小的旋转方向上的一侧。
8.根据权利要求6所述的一种用于无人飞行器失控时的自动熄火保护方法，其中，所述舵机舵盘回转使得油门舵机回到零位且该油门舵盘被驱动继续负向旋转通过所述无人飞行器的控制系统在无人飞行器与控制站失去控制联系时发出的油门舵机控制指令驱动所述舵盘实现。
9.根据权利要求6-8中任一项所述的一种用于无人飞行器失控时的自动熄火保护方法，其中，所述舵盘的外周表面上开有卡槽，所述动触片设置在所述卡槽中。
10.根据权利要求6-8中任一项所述的一种用于无人飞行器失控时的自动熄火保护方法，其中，所述常开静触片相对舵盘上的所述连接点在舵盘周向上的间隔角度在10-20°范围内。
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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 | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |