CN106292334B - 一种沿索道飞行器装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种沿索道飞行器装置。本发明的沿索道飞行器装置可真实模拟飞机降落过程，对整体设计的布局的规划，模块的合理化运用与搭配。首选，飞行器主体选择铝合金管，不仅使飞行器整体重量控制的很好，对飞行器所需的必要的坚固度也达到了要求；铝合金管内部中空，对线路的排列提供了方便，整体外观较为美观。其次，模块的选择偏小，除了考虑模块的功能效应，还考虑到总花费及空间利用。最后模块位置的规划合理，保障了在飞行器的体积限制下的模块功能不减。

Description

一种沿索道飞行器装置

技术领域

本发明涉及机械技术领域，尤其涉及一种沿索道飞行器装置。

背景技术

近些年来，航空技术飞跃发展，取得了非常大的成就。自动控制技术在航空领域有着举足轻重的作用和地位，也是现代科技力量的核心体现。飞机在运行的过程中，存在几个非常关键的控制过程，安全的着陆是人们最为关心也是最重要的控制阶段。模拟飞机飞行，需要一个飞行器装置。

发明内容

本发明的目的是：为了模拟飞机着陆，提供一种沿索道飞行器装置。通过将飞行器装置挂在铁索上模拟飞机降落的形式，对降落时各项数据进行采集，并通过摄像头对飞机下方的场地进行监控，采集到的GPS数据以及图像数据均可实时传回，以方便对数据和图像进行进一步的分析和处理。

本发明提供了一种沿索道飞行器装置，在模拟飞行器的放置方向的前方的中间位置设置前电机，在模拟飞行器的放置方向的后方等间隔设置第一后电机、第二后电机及第三后电机；用于提供飞行动力和降落阻力。

在模拟飞行器的整体中间偏左方设置飞控板，用于实时接收遥控器发送的PWM信号，经过内部芯片处理，控制前电机及后电机的转动。

在模拟飞行器的靠近第一后电机的左下方设置摄像机云台，用于实时拍摄飞行器下方的情况，再通过无线图传模块传输到PC上位机实时监控。

在模拟飞行器与前电机平行的右方设置差分GPS，用于实时获得飞行器任意时刻的位置数据，并通过无线数传模块把位置数据实时传输到PC上位机实时监控。

在模拟飞行器前电机与后电机中间部分，从左往右依次设置第一电池、第二电池、第三电池，用于为用电单元供电。

模拟飞行器整体形状为一个倒立的T形，T形的下侧是第一索道划航及第二索道划航，中间为一条较窄的通道，放置上滑轮与下滑轮，用于放置在钢缆上，便于滑行；并采用卡扣式锁锁住上滑轮与下滑轮；飞行过程中，先通过第一后电机、第二后电机及第三后电机提供向前的推力，使其上的上滑轮与下滑轮在钢缆上滑行，模拟飞行器起飞；在模拟飞行器迫降时，通过模拟飞行器前电机提供动力和自身的重力，使其能让上滑轮与下滑轮在钢缆上滑行；模拟飞行器在T形的上侧部分是飞行器内部模块的放置点，其中从左往右，飞控放置在中间，接受来自右侧差分GPS发送的地理数据，并通过飞控板前方的无线数传模块发送到上位机；在第一后电机、第二后电机及第三后电机的后方是摄像机云台和无线图传模块，摄像机云台把拍摄的图像，通过无线图传模块发送到上位机。

优选的，所述第一索道划航及第二索道划航为两块金属钢板固定出一条能放置钢索的结构，其中两块金属板用插卡式锁锁住；在滑道内部装有八个相同的滑轮：第一左侧下滑轮、第一左侧上滑轮、第二左侧下滑轮、第二左侧上滑轮、第一右侧下滑轮、第一右侧上滑轮、第二右侧下滑轮及第二右侧上滑轮。

有益效果：本发明的沿索道飞行器装置可真实模拟飞机降落过程，对整体设计的布局的规划，模块的合理化运用与搭配。首选，飞行器主体选择铝合金管，不仅使飞行器整体重量控制的很好，对飞行器所需的必要的坚固度也达到了要求；铝合金管内部中空，对线路的排列提供了方便，整体外观较为美观。其次，模块的选择偏小，除了考虑模块的功能效应，还考虑到总花费及空间利用。最后模块位置的规划合理，保障了在飞行器的体积限制下的模块功能不减。

附图说明

图1是沿索道飞行器装置上的模块的位置布局图。

图2是沿索道飞行器装置上的索道划航位置图。

图3是沿索道飞行器装置爬升时，在相应阶段所对应的状态。

图4是沿索道飞行器装置降落时，在相应阶段所对应的状态。

图5是沿索道飞行器装置结构图。

图6是沿索道飞行器装置的索道划航结构图。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。

参照图1、图2、图5、图6，沿锁道飞行器装置主要是用于模拟飞机降落，主要是通过第一后电机D1、第二后电机D2、第三后电机D3及前电机D4，四个电机提供模拟飞行器100的飞行动力和降落时的阻力，通过飞控板C1实时接收并处理信号，控制电机的转动。在整个飞行过程中，通过摄像机云台S1实时拍摄飞行器下方的情况，再通过无线图传模块S2传输到PC上位机实时监控。此外还用到了差分GPSG1,实时获得模拟飞行器100任意时刻的位置，并通过无线数传模块G2把数据实时传输到PC上位机进行监控。整个模拟飞行器100是通过三个24V电池(第一电池P1、第一电池P2、第一电池P3)进行提供能量,使其能在索道上飞行，为了使模拟飞行器100飞行路程有所预测与保障，进一步设置索道划航(第一索道划航H1、第二索道划航H2)，用两块铝合金管并列排放，中间放置钢索。整体的空间利用率较为可观，每个模块在保证其安全使用时，合理利用空间资源。

模拟飞行器100整体形状为一个倒立的T形，T形的下侧是第一索道划航H1及第二索道划航H2，中间为一条较窄的通道，放置上滑轮与下滑轮，用于放置在钢缆上，便于滑行；并采用卡扣式锁锁住上滑轮与下滑轮；飞行过程中，先通过第一后电机D1、第二后电机D2及第三后电机D3提供向前的推力，使其上的上滑轮与下滑轮在钢缆上滑行，模拟飞行器100起飞；在模拟飞行器100迫降时，通过模拟飞行器100前电机D4提供动力和自身的重力，使其能让上滑轮与下滑轮在钢缆上滑行；模拟飞行器100在T形的上侧部分是飞行器内部模块的放置点，其中从左往右，飞控板C1放置在中间，接受来自右侧差分GPSG1发送的地理数据，并通过飞控板C1前方的无线数传模块G2发送到上位机；在第一后电机D1、第二后电机D2及第三后电机D3的后方是摄像机云台S1和无线图传模块S2，摄像机云台S1把拍摄的图像，通过无线图传模块S2发送到上位机。

所述第一索道划航H1及第二索道划航H2为两块金属钢板固定出一条能放置钢索的结构，其中两块金属板用插卡式锁锁住；在滑道内部装有八个相同的滑轮：第一左侧下滑轮LL1、第一左侧上滑轮LN1、第二左侧下滑轮LL2、第二左侧上滑轮LN2、第一右侧下滑轮RL1、第一右侧上滑轮RN1、第二右侧下滑轮RL2及第二右侧上滑轮RN2。

首先对模拟飞行器100的整体材质进行选择，最终经过调查选择了铝合金管。铝合金管不仅使模拟飞行器100整体重量控制的很好，对模拟飞行器100所需的必要的坚固度也达到了要求。而且铝合金管内部中空，对线路的排列提供了方便，而且整体外观较为美观。接着是对模块的选择，除了考虑模块的功能效应，还考虑到总花费及空间利用，所以选取的模块都是较为偏小的。最后就是对模块位置的规划，由于对飞行器的体积限制，而且我们选取的模块都是比较小的。

其中第一后电机D1、第二后电机D2、第三后电机D3及前电机D4是提供整体模拟飞行器100的动力来源，用第一电池P1、第一电池P2、第一电池P3三块电池给其供电，保证其能有超高的转速。摄像机云台S1为无线输出，与其配套使用的是差分GPSG1，其有超高的灵敏度，实时监测地理、高度等数据，并把所得的数据通过无线数传模块G2(无线串口)发送到上位机进行监控判断处理。整套模拟飞行器100还配备了无线图传模块S2，把摄像机云台S1所得的实时数据发送到上位机进行分析处理。

图2是沿索道飞行器装置上的索道划航位置图。为了使飞行器能有预测的飞行轨道所设计的索道划航(第一索道划航H1、第二索道划航H2)，中间的位置刚好放入钢索,飞行器飞行时能很好的沿预测直线飞行。

图3是沿索道飞行器装置爬升时，在相应阶段所对应的状态。

图4是沿索道飞行器装置在降落时整个飞行器在相应阶段所对应的状态。

图3与图4是整个飞行过程索要达到的预期效果。首先，在飞行第一阶段，整个飞行器通过第一后电机D1、第二后电机D2、第三后电机D3及前电机D4四个电机提供动力，使其能像真实飞机一般飞升到空中，在此阶段整个飞行器中的差分GPSG1，摄像机云台S1模块都在实时的获取数据，通过无线数传模块G2与无线图传模块S2传送到上位机，为我们手动控制提供了参考依据。在飞行第二阶段，是飞行器的惯性缓冲阶段，利用惯性，使飞行器在没有第一后电机D1、第二后电机D2、第三后电机D3及前电机D4为其提供动力情况下继续飞行，一方面是为了达到所预期的高度，另一方面是为了保证整体飞行器的安全。在飞行器的第二阶段，无线数传模块G2与无线图传模块S2也一直在接收传输数据，差分GPSG1接收的数据主要用于达到所预定的高度，使其能在飞行器第三阶段静止在我们所想要的高度。接着是飞行器的降落过程，我们先使其模拟一段飞机在空中失速的过程，在飞行第四阶段内，整个飞行器靠重力作用使其不断加速，差分GPSG1在不断检测高度信息，并不断通过无线数传模块G2传输到上位机，为其在第五阶段减速提供准确位置信息，无线图传模块S2也一直都把摄像机云台S1所获得的图像实时发送到上位机，方便观测突发的紧急情况。在飞行第五阶段，当模拟飞行器100下降加速到预期位置时，开启第一后电机D1、第二后电机D2、第三后电机D3及前电机D4四个电机为其提供减速的动力，不断缓冲下降的速度，根据上位机所得高度信息，实时增大或减小油门，使其能在飞行第六阶段静止在所预期的位置。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (2)

1.一种沿索道飞行器装置，其特征在于，在模拟飞行器(100)的放置方向的前方的中间位置设置前电机(D4)，在模拟飞行器(100)的放置方向的后方等间隔设置第一后电机(D1)、第二后电机(D2)及第三后电机(D3)；用于提供飞行动力和降落阻力；

在模拟飞行器(100)的整体中间偏左方设置飞控板(C1)，用于实时接收遥控器发送的PWM信号，经过内部芯片处理，控制前电机及后电机的转动；

在模拟飞行器(100)的靠近第一后电机(D1)的左下方设置摄像机云台(S1)，用于实时拍摄飞行器下方的情况，再通过无线图传模块(S2)传输到PC上位机实时监控；

在模拟飞行器(100)与前电机(D4)平行的右方设置差分GPS(G1)，用于实时获得飞行器任意时刻的位置数据，并通过无线数传模块(G2)把位置数据实时传输到PC上位机实时监控；

在模拟飞行器(100)前电机与后电机中间部分，从左往右依次设置第一电池(P1)、第二电池(P2)、第三电池(P3)，用于为用电单元供电；

模拟飞行器(100)整体形状为一个倒立的T形，T形的下侧是第一索道划航(H1)及第二索道划航(H2)，中间为一条较窄的通道，放置上滑轮与下滑轮，用于放置在钢缆上，便于滑行；并采用卡扣式锁锁住上滑轮与下滑轮；飞行过程中，先通过第一后电机(D1)、第二后电机(D2)及第三后电机(D3)提供向前的推力，使其上的上滑轮与下滑轮在钢缆上滑行，模拟飞行器(100)起飞；在模拟飞行器(100)迫降时，通过模拟飞行器(100)前电机(D4)提供动力和自身的重力，使其能让上滑轮与下滑轮在钢缆上滑行；模拟飞行器(100)在T形的上侧部分是飞行器内部模块的放置点，其中从左往右，飞控板(C1)放置在中间，接受来自右侧差分GPS(G1)发送的地理数据，并通过飞控板(C1)前方的无线数传模块(G2)发送到上位机；在第一后电机(D1)、第二后电机(D2)及第三后电机(D3)的后方是摄像机云台(S1)和无线图传模块(S2)，摄像机云台(S1)把拍摄的图像，通过无线图传模块(S2)发送到上位机；

模拟飞机飞行包括以下过程：

在飞行第一阶段，整个模拟飞行器(100)通过第一后电机(D1)、第二后电机(D2)、第三后电机(D3)及前电机(D4)四个电机提供动力，使其能像真实飞机一般飞升到空中，在此阶段整个模拟飞行器中的差分GPS（ G1） ，摄像机云台(S1)实时获取数据，通过无线数传模块(G2)与无线图传模块(S2)传送到上位机，手动控制提供了参考依据；

在飞行第二阶段，是模拟飞行器的惯性缓冲阶段，利用惯性，使模拟飞行器在没有第一后电机(D1)、第二后电机(D2)、第三后电机(D3)及前电机(D4)为其提供动力情况下继续飞行；

在飞行器的第二阶段，无线数传模块(G2)与无线图传模块(S2)一直在接收传输数据，差分GPS(G1)接收的数据主要用于达到所预定的高度，使其能在飞行器第三阶段静止在想要的高度；

在飞行第四阶段内，整个模拟飞行器靠重力作用使其不断加速，差分GPS（ G1） 在不断检测高度信息，并不断通过无线数传模块(G2)传输到上位机，为其在第五阶段减速提供准确位置信息，无线图传模块(S2)一直都把摄像机云台(S1)所获得的图像实时发送到上位机，方便观测突发的紧急情况；

在飞行第五阶段，当模拟飞行器(100)下降加速到预期位置时，开启第一后电机(D1)、第二后电机(D2)、第三后电机(D3)及前电机(D4)四个电机为其提供减速的动力，不断缓冲下降的速度，根据上位机所得高度信息，实时增大或减小油门，使其能在飞行第六阶段静止在所预期的位置。

2.根据权利要求1所述的一种沿索道飞行器装置，其特征在于，所述第一索道划航(H1)及第二索道划航(H2)为两块金属钢板固定出一条能放置钢索的结构，其中两块金属板用插卡式锁锁住；在滑道内部装有八个相同的滑轮：第一左侧下滑轮(LL1)、第一左侧上滑轮(LN1)、第二左侧下滑轮(LL2)、第二左侧上滑轮(LN2)、第一右侧下滑轮(RL1)、第一右侧上滑轮(RN1)、第二右侧下滑轮(RL2)及第二右侧上滑轮(RN2)。