CN108279619A - 多旋翼无人机紧急停机装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多旋翼无人机紧急停机装置及方法，装置包括若干转速传感器、若干可控开关和独立控制模块；其中，若干转速传感器分别安装于多旋翼无人机的旋翼组件内，用于检测旋翼组件的转速；可控开关为常闭型开关，其串联于旋翼组件与多旋翼无人机的控制器之间；转速传感器和若干可控开关均与独立控制模块电连接；独立控制模块安装于多旋翼无人机的机体内;独立控制模块包括飞行检测电路、同步检测电路和驱动电路。通过飞行检测电路、同步检测电路判断多旋翼无人机是否需要停机，并通过驱动电路进行停机控制。本发明在一定程度上能够实现自动地紧急停机，以防止在撞击后旋翼组件在供电状态下继续高速转动。
Description
技术领域
本发明涉及无人机技术领域，特别地，涉及一种多旋翼无人机紧急停机装置及方法。
背景技术
无人机简称UAV，指不载有操作人员可以自主飞行或遥控驾驶的飞行器，多旋翼无人机，是一种具有三个及以上旋翼轴的特殊的无人驾驶直升机，其通过每个轴上的电动机转动，带动旋翼，从而产生升推力，旋翼的总距固定，而不像一般直升机那样可变，通过改变不同旋翼之间的相对转速，可以改变单轴推进力的大小，从而控制飞行器的运行轨迹。
通过市场调查发现，多旋翼无人机因失控而坠落的情况时有发生。在坠落时，一般情况下会是某一个旋翼组件先碰撞到地面或其它物体，但由于旋翼组件仍然处于高速转动的控制下，进而整个机体极易发生翻转，导致其它的旋翼组件也在供电状态下高速转动的状态下继续发生碰撞，进而无论对无人机本身，还是对人身安全，都存在极大的安全隐患。
发明内容
有鉴于此，本发明的第一个目的是提供一种多旋翼无人机紧急停机装置，在一定程度上能够实现自动地紧急停机，以防止在撞击后旋翼组件在供电状态下继续高速转动。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种多旋翼无人机紧急停机装置，包括若干转速传感器、若干可控开关和独立控制模块；其中，若干转速传感器分别安装于多旋翼无人机的旋翼组件内，用于检测旋翼组件的转速；所述可控开关为常闭型开关，其串联于旋翼组件与多旋翼无人机的控制器之间；所述转速传感器和若干可控开关均与独立控制模块电连接；所述独立控制模块安装于多旋翼无人机的机体内;
所述独立控制模块包括：
飞行检测电路，其输入端与其中一个转速传感器电连接，用于根据该转速传感器的输出信号判断多旋翼无人机是否进入飞行状态，并输出相应的状态检测信号；
同步检测电路，其具有多个输入端，且每一个输入端分别与一个转速传感器电连接，用于根据各个转速传感器的输出信号的变化情况以输出相应的同步检测信号；其中，所述的变化情况是指各个转速传感器的输出信号的变化是否同步；
驱动电路，其具有启动端、触发端和驱动端，其中，所述启动端与飞行检测电路电连接以接收状态检测信号；所述触发端与同步检测电路电连接以接收同步检测信号；所述驱动端与可控开关电连接；所述驱动电路用于根据预设的运算逻辑对接收到的状态检测信号和同步检测信号进行逻辑运算，并根据运算结果对可控开关进行控制。
优选地，所述飞行检测电路包括：
第一电压比较电路,其输入端与其中一个转速传感器电连接，用于将转速传感器的输出信号与第一预设值进行比较，并根据比较结果输出相应的第一比较信号；及
计时电路，其输入端与第一电压比较电路电连接以接收第一比较信号，并根据第一比较信号进行计时或复位，并在计时结束后输出相应的状态检测信号。
优选地，所述同步检测电路包括：
若干第二比较电路，分别与若干转速传感器一对一地电连接，用于将转速传感器的输出信号与第二预设值进行比较，并根据比较结果输出相应的第二比较信号；
若干下降沿检测电路，分别与若干第二比较电路一对一地电连接，用于检测对应的第二比较电路输出的第二比较信号是否存在下降沿，并根据检测结果输出相应的下降沿检测信号；
一异或门电路，其具有多个输入端，且分别与若干下降沿检测电一对一地电连接；所述异或门电路用于对接收到的多个下降沿检测信号进行异或运算，并根据运算结果输出相应的同步检测信号。
优选地，所述可控开关采用磁保持继电器。
优选地，所述驱动电路包括：
与门电路，其具有两个输入端，分别与异或门电路、计时电路电连接，以分别接收同步检测信号、状态检测信号；所述与门电路用于对同步检测信号、状态检测信号进行与运算，并根据运算结果输出相应的判断信号；
单片机，电连接于与门电路，用于根据判断信号输出相应的控制信号；及
若干继电器驱动芯片，与磁保持继电器一对一地电连接；并受控于单片机输出的控制信号以驱动所述磁保持继电器动作。
优选地，所述单片机配置有上电复位电路。
本发明的第二个目的是提供一种多旋翼无人机紧急停机方法，基于上述方案所述的多旋翼无人机紧急停机装置实现；在一定程度上能够实现自动地紧急停机，以防止在撞击后旋翼组件在供电状态下继续高速转动。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种多旋翼无人机紧急停机方法，包括：
根据其中一个转速传感器的输出信号判断多旋翼无人机是否进入飞行状态，并输出相应的状态检测信号；
根据各个转速传感器的输出信号的变化情况以输出相应的同步检测信号；其中，所述的变化情况是指各个转速传感器的输出信号的变化是否同步；
根据预设的运算逻辑对接收到的状态检测信号和同步检测信号进行逻辑运算，并根据运算结果对可控开关进行控制。
优选地，当其中一个转速传感器的输出信号超过第一预设值的时间超过预设时长时，判断为进入飞行状态。
本发明技术效果主要体现在以下方面：通过以上技术方案，当其中一个旋翼组件发生撞击而导致转速突然下降时，本发明提供的停机装置就能够快速地断开控制器与旋翼组件之间的驱动电流，进而防止旋翼组件继续高速地转动。
附图说明
图1为实施例一中多旋翼无人机紧急停机装置的总体电路模块图；
图2为实施例一中飞行检测电路的示意图；
图3为实施例一中同步检测电路的示意图；
图4为实施例一中驱动电路的示意图。
附图标记：100、飞行检测电路；200、同步检测电路；300、驱动电路。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步详述，以使本发明技术方案更易于理解和掌握。
实施例一、
参照图1，本实施例提供了一种多旋翼无人机紧急停机装置，包括若干转速传感器、若干可控开关和独立控制模块；其中，若干转速传感器分别安装于多旋翼无人机的旋翼组件内，用于检测旋翼组件的转速，并输出转速信号（V1-V4）；可控开关为常闭型开关，例如采用磁保持继电器，其串联于旋翼组件与多旋翼无人机的控制器之间；转速传感器和若干可控开关均与独立控制模块电连接；独立控制模块安装于多旋翼无人机的机体内。
独立控制模块包括飞行检测电路100、同步检测电路200和驱动电路300；其中，飞行检测电路100，其输入端与其中一个转速传感器电连接，用于根据该转速传感器的输出信号判断多旋翼无人机是否进入飞行状态，并输出相应的状态检测信号Vz；同步检测电路200，其具有多个输入端，且每一个输入端分别与一个转速传感器电连接，用于根据各个转速传感器的输出信号的变化情况以输出相应的同步检测信号Vt；其中，的变化情况是指各个转速传感器的输出信号的变化是否同步；驱动电路300，其具有启动端、触发端和驱动端，其中，启动端与飞行检测电路100电连接以接收状态检测信号Vz；触发端与同步检测电路200电连接以接收同步检测信号Vt；驱动端与可控开关电连接；驱动电路300用于根据预设的运算逻辑对接收到的状态检测信号Vz和同步检测信号Vt进行逻辑运算，并根据运算结果对可控开关进行控制。
参照图2，飞行检测电路100包括第一电压比较电路和计时电路；第一电压比较电路的输入端与其中一个转速传感器电连接，用于将转速传感器的输出信号V1与第一预设值进行比较，并根据比较结果输出相应的第一比较信号Vp1。计时电路的输入端与第一电压比较电路电连接以接收第一比较信号Vp1，并根据第一比较信号Vp1进行计时或复位，并在计时结束后输出相应的状态检测信号Vz。因此，当多旋翼无人机启动后，旋翼组件的转速超过预设值，就能够触发计时电路开始计时，计时完成后，就能够判断出多旋翼无人机已经处于飞行状态。本实施例中，计时电路可以采用可编程的芯片实现，也可采用555芯片实现，具体实现过程为公知技术，在此不再赘述。
参照图3，同步检测电路200包括若干第二比较电路、若干下降沿检测电路和异或门电路N1；若干第二比较电路分别与若干转速传感器一对一地电连接，用于将转速传感器的输出信号（V1-V4）与第二预设值进行比较，并根据比较结果输出相应的第二比较信号Vp2。若干下降沿检测电路则分别与若干第二比较电路一对一地电连接，用于检测对应的第二比较电路输出的第二比较信号Vp2是否存在下降沿，并根据检测结果输出相应的下降沿检测信号Vx。异或门电路N1具有多个输入端，且分别与若干下降沿检测电一对一地电连接。异或门电路N1用于对接收到的多个下降沿检测信号进行异或运算，并根据运算结果输出相应的同步检测信号Vt。因此，当其中一个旋翼组件撞击时，转速突降，使得对应的下降沿检测电路输出高电平的下降沿检测信号Vx，进而触发异或门电路N1输出高电平的同步检测信号Vt。
参照图4，驱动电路300包括与门电路N2、单片机和若干继电器驱动芯片；与门电路N2具有两个输入端，分别与异或门电路N1、计时电路电连接，以分别接收同步检测信号、状态检测信号；与门电路N2用于对同步检测信号Vt、状态检测信号Vz进行与运算，并根据运算结果输出相应的判断信号Vq。单片机电连接于与门电路N2，用于根据判断信号Vq输出相应的控制信号(Vc1-Vc4)；同时，单片机配置有上电复位电路。若干继电器驱动芯片与磁保持继电器一对一地电连接；并受控于单片机输出的控制信号(Vc1-Vc4)以驱动磁保持继电器动作。
因此，当与门电路N2同时接收到高电平的状态检测信号Vz和同步检测信号Vt时，输出高电平的判断信号Vq。单片机接收到高电平的判断信号Vq后，反转控制信号(Vc1-Vc4)，进而使得若干磁保持继电器动作，以断开旋翼组件与多旋翼无人机的控制器的通路。当多旋翼无人机在整体断电并重新上电后，单片机通过上电复位电路复位，恢复控制信号(Vc1-Vc4)的电平状态，进而若干磁保持继电器恢复到闭合状态。
实施例二、
本实施例在实施例一的基础上，提供了一种多旋翼无人机紧急停机方法，包括：
S1、根据其中一个转速传感器的输出信号判断多旋翼无人机是否进入飞行状态，并输出相应的状态检测信号。
具体地，当其中一个转速传感器的输出信号超过第一预设值的时间超过预设时长时，判断为进入飞行状态。
S2、根据各个转速传感器的输出信号的变化情况以输出相应的同步检测信号；其中，的变化情况是指各个转速传感器的输出信号的变化是否同步。
S3、根据预设的运算逻辑对接收到的状态检测信号和同步检测信号进行逻辑运算，并根据运算结果对可控开关进行控制。
当然，以上只是本发明的典型实例，除此之外，本发明还可以有其它多种具体实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。
Claims (8)
1.一种多旋翼无人机紧急停机装置，其特征是，包括若干转速传感器、若干可控开关和独立控制模块；其中，若干转速传感器分别安装于多旋翼无人机的旋翼组件内，用于检测旋翼组件的转速；所述可控开关为常闭型开关，其串联于旋翼组件与多旋翼无人机的控制器之间；所述转速传感器和若干可控开关均与独立控制模块电连接；所述独立控制模块安装于多旋翼无人机的机体内;
所述独立控制模块包括：
飞行检测电路(100)，其输入端与其中一个转速传感器电连接，用于根据该转速传感器的输出信号判断多旋翼无人机是否进入飞行状态，并输出相应的状态检测信号；
同步检测电路(200)，其具有多个输入端，且每一个输入端分别与一个转速传感器电连接，用于根据各个转速传感器的输出信号的变化情况以输出相应的同步检测信号；其中，所述的变化情况是指各个转速传感器的输出信号的变化是否同步；
驱动电路(300)，其具有启动端、触发端和驱动端，其中，所述启动端与飞行检测电路(100)电连接以接收状态检测信号；所述触发端与同步检测电路(200)电连接以接收同步检测信号；所述驱动端与可控开关电连接；所述驱动电路(300)用于根据预设的运算逻辑对接收到的状态检测信号和同步检测信号进行逻辑运算，并根据运算结果对可控开关进行控制。
2.如权利要求1所述的多旋翼无人机紧急停机装置，其特征是，所述飞行检测电路(100)包括：
第一电压比较电路,其输入端与其中一个转速传感器电连接，用于将转速传感器的输出信号与第一预设值进行比较，并根据比较结果输出相应的第一比较信号；及
计时电路，其输入端与第一电压比较电路电连接以接收第一比较信号，并根据第一比较信号进行计时或复位，并在计时结束后输出相应的状态检测信号。
3.如权利要求2所述的多旋翼无人机紧急停机装置，其特征是，所述同步检测电路(200)包括：
若干第二比较电路，分别与若干转速传感器一对一地电连接，用于将转速传感器的输出信号与第二预设值进行比较，并根据比较结果输出相应的第二比较信号；
若干下降沿检测电路，分别与若干第二比较电路一对一地电连接，用于检测对应的第二比较电路输出的第二比较信号是否存在下降沿，并根据检测结果输出相应的下降沿检测信号；
一异或门电路，其具有多个输入端，且分别与若干下降沿检测电一对一地电连接；所述异或门电路用于对接收到的多个下降沿检测信号进行异或运算，并根据运算结果输出相应的同步检测信号。
4.如权利要求3所述的多旋翼无人机紧急停机装置，其特征是，所述可控开关采用磁保持继电器。
5.如权利要求4所述的多旋翼无人机紧急停机装置，其特征是，所述驱动电路(300)包括：
与门电路，其具有两个输入端，分别与异或门电路、计时电路电连接，以分别接收同步检测信号、状态检测信号；所述与门电路用于对同步检测信号、状态检测信号进行与运算，并根据运算结果输出相应的判断信号；
单片机，电连接于与门电路，用于根据判断信号输出相应的控制信号；及
若干继电器驱动芯片，与磁保持继电器一对一地电连接；并受控于单片机输出的控制信号以驱动所述磁保持继电器动作。
6.如权利要求5所述的多旋翼无人机紧急停机装置，其特征是，所述单片机配置有上电复位电路。
7.一种多旋翼无人机紧急停机方法，基于权利要求1所述的多旋翼无人机紧急停机装置实现；其特征是，包括：
根据其中一个转速传感器的输出信号判断多旋翼无人机是否进入飞行状态，并输出相应的状态检测信号；
根据各个转速传感器的输出信号的变化情况以输出相应的同步检测信号；其中，所述的变化情况是指各个转速传感器的输出信号的变化是否同步；
根据预设的运算逻辑对接收到的状态检测信号和同步检测信号进行逻辑运算，并根据运算结果对可控开关进行控制。
8.如权利要求7所述的多旋翼无人机紧急停机方法，其特征是，当其中一个转速传感器的输出信号超过第一预设值的时间超过预设时长时，判断为进入飞行状态。
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Cited By (1)
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| CN112352365A (zh) * | 2019-11-18 | 2021-02-09 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 一种电池、控制方法及可移动设备 |
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2018
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| WO2021097620A1 (zh) * | 2019-11-18 | 2021-05-27 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 一种电池、控制方法及可移动设备 |
| CN112352365B (zh) * | 2019-11-18 | 2022-07-15 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 一种电池、控制方法及可移动设备 |
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