CN105865699A - 一种检测无人机制动系统失衡的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及检测装置领域，特别是涉及一种检测无人机制动系统失衡的方法及装置，该方法通过采用两个薄片式压力传感器分别测量无人机左、右两侧的摩擦片与制动盘之间的制动压力，然后用单片机处理中心处理两个薄片式压力传感器收集的信号，经过对信号的分析比较处理后，通过数显模块显示出来或者通过通讯总线将信息发送给上位机，实现对摩擦片与制动盘之间的制动压力高精度的接触测量及制动失衡的检测。
Description
技术领域
本发明涉及检测装置领域，特别是涉及一种检测无人机制动系统失衡的方法及装置。
背景技术
近几年随着航空事业的进步，航空器装备了大量的复杂、高端的产品，盘式制动器就是其中一例，随着盘式制动器广泛应用，一些无人飞行器的起落架也安装了盘式制动器，并且只用作后轮制动。
在盘式制动系统的广泛应用的过程中，对盘式制动系统的制动时间，制动压力精度要求也越来越高。盘式制动系统结构比较紧凑，摩擦片与制动盘之间的间隙比较小，当摩擦片使用到一定程度产生磨损后，其在制动时摩擦片与制动盘之间产生的压力也将发生变化，最终导致制动所需要的摩擦力产生变化，如果无人飞行器制动力不足将会导致在有效距离内无法实现有效制动的情况，或者无人飞行器两侧后轮在制动时摩擦片与制动盘之间产生的压力不同，其产生的制动摩擦力也将不同，最终会在无人飞行器降落制动过程中跑偏，造成飞行事故；如何在检测中很方便快捷的测量无人飞行器后轮上摩擦片与制动盘之间的压力以目前的技术手段具有一定的难度，普通的测量装置难以胜任。
发明内容
针对上述需要解决的问题，为了提高产品测量手段，减少测量所用时间，保证产品质量、提高生产效率，本发明提出一种全新的检测无人机制动系统失衡的方法，并为了实现该方法设计出一套适用于该方法的检测装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种检测无人机制动系统失衡的装置包括薄片式压力传感器、数显模块、单片机处理中心及冷轧钢片基座；所述薄片式压力传感器粘结于冷轧钢片基座上，薄片式压力传感器采用超薄型电阻式压力传感器；所述薄片式压力传感器与冷轧钢片基座粘结后设置于摩擦片与制动盘之间缝隙内。
所述薄片式压力传感器厚度为0.2mm，采用具有一定柔软性聚酯材料制作，压力越大，其电阻越低，压力测量范围在0～450N。
一种检测无人机制动系统失衡的方法主要是通过采用两个薄片式压力传感器分别测量无人机左、右两侧的摩擦片与制动盘之间的制动压力，然后用单片机处理中心处理两个薄片式压力传感器收集的信号，经过对信号的分析比较处理后，通过数显模块显示出来或者通过通讯总线将信息发送给上位机，实现对摩擦片与制动盘之间的制动压力高精度的接触测量及制动失衡的检测。
其主要包括如下步骤：
步骤一：将薄片式压力传感器放入摩擦片与制动盘之间的间隙，对无人机两侧后轮的摩擦片与制动盘之间的制动压力进行测量，并将施加在薄片式压力传感器上薄膜区域上的压力变化转化为电阻值的变化，最终获得模拟量压力信号；薄片式压力传感器上薄膜区域上的压力越大，其电阻值越低；
步骤二：通过单片机处理中心采集薄片式压力传感器输送过来的模拟量压力信号，并将模拟量压力信号转化为数字量压力信号，单片机处理中心通过判定两侧后轮得到的两组数字量压力信号的差值是否在允许的压力差临界值范围内，来得出无人机制动系统是否失衡的结论；单片机处理中心会连续采集不止一次的薄片式压力传感器的模拟量压力信号作对比，以确保数据采集的正确性；
步骤三：单片机处理中心将处理完毕的数字量压力信号通过数显模块显示，或者将数字量压力信号通过通讯总线传递至上位机。
本发明的积极效果：
本发明所述的一种检测无人机制动系统失衡的方法及装置，采薄片式压力传感器，可以充分适应无人机起落架制动器结构紧凑，刹车间隙小的特点，可将薄片式压力传感器直接插入到摩擦片与制动盘之间进行检测，简化对无人机起落架制动盘的制动压力的测量过程，减少测量过程所用时间，提高生产效率；降低对制动盘的制动压力的测量成本，包括人工成本和设备维护成本；避免对无人机制动系统零件表面的损伤和设备磨损；通过在无人机后方左、右侧轮上同时设置薄片式压力传感器，能够同时检测无人机起落架上的两个制动器的制动力，最终得到无人机起落架制动器的制动压力大小及判定两侧的制动力是否平衡，使测量结果更精确。
附图说明
图1是无人机制动系统失衡的检测装置安装结构示意图
图2是薄片式压力传感器与冷轧钢片基座粘结的结构示意图
图3是无人机制动系统失衡的检测流程图
图中，1无人机起落架 2单片机处理中心 3左轮薄片式压力传感器 4右轮薄片式压力传感器 5数显模块 6薄片式压力传感器 7冷轧钢片基座
具体实施方式
现针对一种国产无人机制动系统失衡的实际测量应用，结合说明书附图1至图3对本发明的技术方案作进一步的描述：
该国产无人机的起落架制动器存在如下特点：无人机起落架上的轮胎的直径只有30cm左右，刹车盘与轮胎的轮毂是一体的，钳式制动器安装在轮胎的轮毂上方，无人机起落架处除了安装钳式制动器外，还安装了许多传感器和与之对应的导线，占据了无人机起落架上大部分的空间，因此留下的供测量的空间非常狭小；此外无人机起落架上的制动器还要求具有较高的响应速度和较高的刹车压力要求，因此在测量刹车压力上增加许多难度；如果没有较好的测量手段，其测量过程耗时长、易造成零件表面损伤且设备维护成本高。
如图1、图2所示，一种检测无人机制动系统失衡的装置包括两个可以测量摩擦片与制动盘之间压力的薄片式压力传感器、数显模块、单片机处理中心及冷轧钢片基座；所述薄片式压力传感器粘结于冷轧钢片基座上，具有一定得柔性，可以在一定的范围内弯曲方便进行制动器内小空间的压力测量；薄片式压力传感器采用超薄型电阻式压力传感器，该传感器具有非常优秀的线性度，误差能够控制到5％，并且具有非常好的热稳定性。
单片机处理中心采用高性能、低成本、低功耗的单片机进行压力数据的采集处理，单片机上设置多个A/D转换模块，可以非常快速的把薄片式压力传感器传输出来的模拟量压力信号转换成单片机片可以直接处理的数字量压力信号。单片机将数字量压力信号进行处理后将制动失衡的值进行显示或者传送到上位机上。
具体的步骤描述如下：
1)将两个薄片式压力传感器放入摩擦片与制动盘之间的间隙，对无人机两侧后轮的摩擦片与制动盘之间的制动压力进行测量，并将施加在薄片式压力传感器上薄膜区域上的压力变化转化为电阻值的变化，最终获得模拟量压力信号；
2)将模拟量压力信号传送到制动力失衡检测盒内的单片机处理中心，单片机处理中心自带的2路A/D转换器将薄片式压力传感器的模拟量压力信号转换成数字量压力信号；单片机处理中心将数字量信号进行处理计算，其计算公式如下
|F左-F右|≤A
注释：其中F左为无人机起落架左轮的制动压力；F右为无人机起落架右轮的制动压力；A为允许两侧的制动压力差的临界值；
3)单片机处理中心连续采集五次薄片式压力传感器的模拟量压力信号作对比，以增加数据采集的正确性；单片机处理中心将处理完毕的数字量压力信号通过数显模块显示，或者将数字量压力信号通过通讯总线传递至上位机。
以上所述的只是用图解说明本发明相关的一种检测无人机制动系统失衡的方法及装置的一种优选应用实例，由于对相同技术领域的技术人员来说很容易在此基础上进行若干的修改，因此本说明书并非要将本发明所述的一种检测无人机制动系统失衡的方法及装置局限在所示或者所述的具体机构及适用范围内，故凡是可能被利用的相应修改以及等同替换等，均属于本发明专利的保护范围。
Claims (2)
1.一种检测无人机制动系统失衡的方法，其特征在于：该方法是通过一种检测无人机制动系统失衡的装置来实现的，包括薄片式压力传感器、数显模块、单片机处理中心及冷轧钢片基座；所述薄片式压力传感器粘结于冷轧钢片基座上，薄片式压力传感器采用超薄型电阻式压力传感器；所述薄片式压力传感器与冷轧钢片基座粘结后设置于摩擦片与制动盘之间缝隙内；
所述检测无人机制动系统失衡的方法包括如下步骤：
步骤一：将薄片式压力传感器放入摩擦片与制动盘之间的间隙，对无人机两侧后轮的摩擦片与制动盘之间的制动压力进行测量，并将施加在薄片式压力传感器上薄膜区域上的压力变化转化为电阻值的变化，最终获得模拟量压力信号；薄片式压力传感器上薄膜区域上的压力越大，其电阻值越低；
步骤二：通过单片机处理中心采集薄片式压力传感器输送过来的模拟量压力信号，并将模拟量压力信号转化为数字量压力信号，单片机处理中心通过判定两侧后轮得到的两组数字量压力信号的差值是否在允许的压力差临界值范围内，来得出无人机制动系统是否失衡的结论；单片机处理中心会连续采集不止一次的薄片式压力传感器的模拟量压力信号作对比，以确保数据采集的正确性；
步骤三：单片机处理中心将处理完毕的数字量压力信号通过数显模块显示，或者将数字量压力信号通过通讯总线传递至上位机。
2.根据权利要求1所述的检测无人机制动系统失衡的方法，其特征在于：所述薄片式压力传感器厚度为0.2mm，采用具有一定柔软性聚酯材料制作，压力越大，其电阻越低，压力测量范围在0～450N。
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