CN108572664B - 飞行器倾转旋翼的倾转角度检测装置、控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种飞行器倾转旋翼的倾转角度检测装置，包括弧状电阻，套设于倾转机臂上且与倾转机臂同步转动；顶杆，安装于飞行器的机架上且与弧状电阻接触；检测回路，用于检测弧状电阻的一端与顶杆之间的电阻以得到倾转角度。本发明还公开了一种控制系统，包括控制单元和如上所述的检测装置，控制单元根据检测装置检测的倾转角度对倾转旋翼进行闭环控制。本发明还公开了一种控制方法，包括：S01、通过检测装置对倾转机臂的倾转角度进行实时检测，并将检测的倾转角度发送至控制单元；S02、控制单元根据检测的倾转角度，对倾转旋翼的倾转角度进行调节以实现闭环控制。本发明的检测装置、控制系统及方法均具有检测精准等优点。

Description

飞行器倾转旋翼的倾转角度检测装置、控制系统及方法

技术领域

本发明主要涉及飞行器技术领域，特指一种飞行器倾转旋翼的倾转角度检测装置、控制系统及方法。

背景技术

随着人们生活水平的提高，用于消遣娱乐、生产用途的小型飞行器越来越受到人们的重视。目前，小型飞行器大多用来搭载各种测量仪器（如相机等），进行高空探测或高空物体投掷上，可以应用在农业、探测、气象、灾害预报和救援等各种领域。

现有的飞行器分为固定翼飞行器和旋翼飞行器两种。固定翼飞行器主要通过获得较大初速，在翼面形成升力实现飞行，但是无法悬停，低速时稳定性较差，容易因为失速而坠机，而且需要较大的滑跑距离。另外一种是旋翼飞行器，其中旋翼主要用于形成升力，飞行速度需要通过调整姿态形成侧向的合力才能实现，从而导致能量消耗较大且航行速度较低。目前有较少厂家设计出相关结构以对旋翼的朝向进行调节，由于旋翼飞行器旋臂与其执行机构之间，通过联轴器、变速齿轮等组件连接，由于制造、装配等误差，造成执行机构停止状态下，旋臂有较大的旋转余量，在飞行时由于旋臂的强烈振动，给飞行的倾转角度控制带来困难，并可能引发旋臂连接部件发生疲劳失效，造成飞行事故。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种检测精准的飞行器倾转旋翼的倾转角度检测装置、控制系统及控制方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种飞行器倾转旋翼的倾转角度检测装置，包括

弧状电阻，套设于飞行器倾转机臂上，与所述倾转机臂绝缘且随倾转机臂同步转动；

顶杆，固定安装于飞行器的机架上且与机架绝缘，与所述弧状电阻接触且电导通；

检测回路，一端与所述弧状电阻的一端相连，另一端与所述顶杆相连，用于检测弧状电阻的一端与顶杆之间的电阻以得到倾转机臂的倾转角度。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述顶杆通过安装组件安装于所述机架上，所述安装组件包括安装架、套筒和压缩弹簧，所述安装架固定安装于所述机架上，所述套筒安装于所述安装架上，所述顶杆的一端滑设于所述套筒的腔体内，所述压缩弹簧位于套筒的中空腔体的底部与顶杆的端部之间，用于使顶杆的另一端与所述弧状电阻弹性抵靠。

所述顶杆包括顶杆本体和顶针部，所述顶针部的一端与所述顶杆本体紧固相连，另一端与所述弧状电阻接触，所述弧状电阻上设有与顶针部相配合的弧形凹槽。

所述顶针部为导电材质制成的顶针，所述顶杆本体为橡胶材质制成的顶杆本体。

所述弧状电阻通过环状卡套安装于所述倾转机臂上；所述环状卡套包括内圈与外圈，所述内圈紧固于所述倾转机臂上，所述弧状电阻卡设于所述内圈与外圈之间。

所述环状卡套为橡胶材质制成的卡套。

本发明还公开了一种飞行器倾转旋翼的倾转角度检测装置，包括

弧状电阻，套设于飞行器的机架上且与机架绝缘；

顶杆，固定安装于飞行器倾转机臂上，与所述倾转机臂绝缘，与所述弧状电阻接触且电导通；

检测回路，一端与所述弧状电阻的一端相连，另一端与所述顶杆相连，用于检测弧状电阻的一端与顶杆之间的电阻以得到倾转机臂的倾转角度。

本发明还公开了一种飞行器倾转旋翼的倾转角度控制系统，包括控制单元和如上所述的飞行器倾转旋翼的倾转角度检测装置，所述控制单元根据所述飞行器倾转旋翼的倾转角度检测装置检测的倾转角度对倾转旋翼进行倾转角度的闭环控制。

本发明还进一步公开了一种基于如上所述的飞行器倾转旋翼的倾转角度控制系统的控制方法，包括以下步骤：

S01、在倾转旋翼进行倾转的过程中，通过飞行器倾转旋翼的倾转角度检测装置对倾转机臂的倾转角度进行实时检测，并将检测的倾转角度发送至控制单元；

S02、控制单元根据检测的倾转角度，对倾转旋翼的倾转角度进行调节以实现闭环控制。

作为上述技术方案的进一步改进：

将检测倾转角度与输出的预设倾转角度相比，得到差值，判定为倾转旋翼的偏差倾转角度。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的飞行器倾转旋翼的倾转角度检测装置、控制系统及控制方法，通过检测回路对弧状电阻与顶杆之间的电阻进行测量，换算得到倾转机臂的实际转动角度，从而可以得到倾转机臂的实际倾转角度，便于对飞行器的倾转旋翼进行精确的控制；而且弧状电阻配合顶杆的方式，结构简单、拆装方便且易于实现。

附图说明

图1为本发明的检测装置立体结构图。

图2为本发明的检测装置的爆炸结构图。

图3为本发明的检测装置在具体应用时的实施例图。

图4为本发明的控制系统结构示意图。

图中标号表示：1、检测装置；11、弧状电阻；111、环状卡套；112、弧形凹槽；12、顶杆；121、顶杆本体；122、顶针部；113、安装架；114、套筒；115、压缩弹簧；2、控制单元；3、倾转机臂；4、机架。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步描述。

如图1至图3所示，本实施例的飞行器倾转旋翼的倾转角度检测装置，应用于飞行摩托、飞行汽车或无人机的倾转旋翼上，对倾转旋翼的倾转角度进行检测，倾转旋翼与倾转机臂3相连，倾转机臂3则转动安装于机架4上（如倾转机臂3上套设有轴承，轴承安装在机架4的轴承座上）。倾转角度检测装置1具体包括弧状电阻11，套设且紧固于飞行器倾转机臂3上，与倾转机臂3绝缘且随倾转机臂3同步转动；顶杆12，固定安装于飞行器的机架4上且与机架4绝缘，顶杆12的一端与弧状电阻11接触且电导通；检测回路，一端与弧状电阻11的一端相连，另一端与顶杆12相连，用于检测弧状电阻11的一端与顶杆12之间的电阻（或者电流、电压等）以得到倾转机臂3的倾转角度。当然，在其它实施例中，也可以对弧状电阻11与顶杆12的安装位置进行调换，具体安装方式不变。本发明的飞行器倾转旋翼的倾转角度检测装置，通过检测回路对弧状电阻11与顶杆12之间的电阻进行测量，换算得到倾转机臂3的实际转动角度，从而可以得到倾转机臂3的实际倾转角度，便于对飞行器的倾转旋翼进行精确的控制；而且弧状电阻11配合顶杆12的方式，结构简单、拆装方便且易于实现。

本实施例中，顶杆12通过安装组件安装于机架4上。安装组件包括安装架113、套筒114和压缩弹簧115，安装架113通过螺钉固定安装于机架4靠近倾转机臂3的一侧（如轴承座上），套筒114安装于安装架113上（如套筒114与安装架113一体化而成），顶杆12的一端滑设于套筒114的腔体内，压缩弹簧115位于套筒114的中空腔体的底部与顶杆12的端部之间，用于迫使顶杆12的另一端与弧状电阻11弹性抵靠。其中顶杆12包括顶杆本体121和顶针部122，顶针部122的一端与顶杆本体121紧固相连，另一端与弧状电阻11接触。其中顶针部122为可导电的金属材质（如铜），顶杆本体121为不导电的塑料材质，两者之间可通过粘接等方式连接。安装架113以及套筒114也为不导电的塑料材质制成。另外，为了保证顶针部122与弧状电阻11的可靠接触，可以在弧状电阻11上设置有弧形凹槽112，在弧状电阻11转动的同时，顶针部122则相当于在弧形凹槽112内滑动，保证良好的接触。当然，在其它实施例中，顶针部122与弧状电阻11之间也可以采用其它相互配合的方式，如弧状电阻11上设置有凸起部，顶针部122上设置有相对应的凹槽等。

本实施例中，弧状电阻11通过环状卡套111安装于倾转机臂3上；环状卡套111包括内圈与外圈，且均为橡胶材质制成，内圈紧固于倾转机臂3上，弧状电阻11卡设于内圈与外圈之间。如内圈的一侧设置有环形台阶，弧状电阻11放置于内圈与外圈之间，再通过另一侧的塑料卡簧进行限位。当然，在其它实施例中，也可以采用其它限位方式对弧状电阻11进行卡固。

如图3所示，本发明还相应公开了一种飞行器倾转旋翼的倾转角度控制系统，包括控制单元2和如上所述的飞行器倾转旋翼的倾转角度检测装置1，控制单元2根据飞行器倾转旋翼的倾转角度检测装置1检测的倾转角度对倾转旋翼进行倾转角度的闭环控制。由于对倾转机臂3的倾转角度进行直接检测（由于驱动件与倾转机臂3之间存在联轴器、传动机构等），从而能够得到比较精准的倾转角度，从而便于对飞行器的倾转旋翼进行精确的控制。

本发明进一步公开了一种基于如上所述的飞行器倾转旋翼的倾转角度控制系统的控制方法，包括以下步骤：

S01、在倾转旋翼进行倾转的过程中，通过飞行器倾转旋翼的倾转角度检测装置1对倾转机臂3的倾转角度进行实时检测，并将检测的倾转角度发送至控制单元2；

S02、控制单元2根据检测的倾转角度，对倾转旋翼的倾转角度进行调节以实现闭环控制。

本实施例中，将检测倾转角度与输出的预设倾转角度相比，得到差值，判定为倾转旋翼的偏差倾转角度，即由于驱动件与倾转机臂3之间的变速齿轮、联轴器、轴承等部件的制造、装配等误差造成的偏差角度，从而在得到偏差角度时，方便操作人员了解各部件运行情况，以及时以各部件进行检修作业。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。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前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种飞行器倾转旋翼的倾转角度检测装置，应用于飞行摩托、飞行汽车或无人机的倾转旋翼上，对倾转旋翼的倾转角度进行检测，倾转旋翼与倾转机臂（3）相连，倾转机臂（3）则转动安装于机架（4）上，其中倾转机臂（3）上套设有轴承，轴承安装在机架（4）的轴承座上，其特征在于，包括

弧状电阻（11），套设于飞行器倾转机臂（3）上，与所述倾转机臂（3）绝缘且随倾转机臂（3）同步转动；

顶杆（12），固定安装于飞行器的机架（4）上且与机架（4）绝缘，与所述弧状电阻（11）接触且电导通；

检测回路，一端与所述弧状电阻（11）的一端相连，另一端与所述顶杆（12）相连，用于检测弧状电阻（11）的一端与顶杆（12）之间的电阻以得到倾转机臂（3）的倾转角度。

2.根据权利要求1所述的飞行器倾转旋翼的倾转角度检测装置，其特征在于，所述顶杆（12）通过安装组件安装于所述机架（4）上，所述安装组件包括安装架（113）、套筒（114）和压缩弹簧（115），所述安装架（113）固定安装于所述机架（4）上，所述套筒（114）安装于所述安装架（113）上，所述顶杆（12）的一端滑设于所述套筒（114）的腔体内，所述压缩弹簧（115）位于套筒（114）的中空腔体的底部与顶杆（12）的端部之间，用于使顶杆（12）的另一端与所述弧状电阻（11）弹性抵靠。

3.根据权利要求2所述的飞行器倾转旋翼的倾转角度检测装置，其特征在于，所述顶杆（12）包括顶杆本体（121）和顶针部（122），所述顶针部（122）的一端与所述顶杆本体（121）紧固相连，另一端与所述弧状电阻（11）接触，所述弧状电阻（11）上设有与顶针部（122）相配合的弧形凹槽（112）。

4.根据权利要求3所述的飞行器倾转旋翼的倾转角度检测装置，其特征在于，所述顶针部（122）为导电材质制成的顶针部，所述顶杆本体（121）为橡胶材质制成的顶杆本体。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的飞行器倾转旋翼的倾转角度检测装置，其特征在于，所述弧状电阻（11）通过环状卡套（111）安装于所述倾转机臂（3）上；所述环状卡套（111）包括内圈与外圈，所述内圈紧固于所述倾转机臂（3）上，所述弧状电阻（11）卡设于所述内圈与外圈之间。

6.根据权利要求5所述的飞行器倾转旋翼的倾转角度检测装置，其特征在于，所述环状卡套（111）为橡胶材质制成的卡套。

7.一种飞行器倾转旋翼的倾转角度检测装置，应用于飞行摩托、飞行汽车或无人机的倾转旋翼上，对倾转旋翼的倾转角度进行检测，倾转旋翼与倾转机臂（3）相连，倾转机臂（3）则转动安装于机架（4）上，其中倾转机臂（3）上套设有轴承，轴承安装在机架（4）的轴承座上，其特征在于，包括

弧状电阻（11），套设于飞行器的机架（4）上且与机架（4）绝缘；

顶杆（12），固定安装于飞行器倾转机臂（3）上，与所述倾转机臂（3）绝缘，与所述弧状电阻（11）接触且电导通；

检测回路，一端与所述弧状电阻（11）的一端相连，另一端与所述顶杆（12）相连，用于检测弧状电阻（11）的一端与顶杆（12）之间的电阻以得到倾转机臂（3）的倾转角度。

8.一种飞行器倾转旋翼的倾转角度控制系统，其特征在于，包括控制单元（2）和如权利要求1至7中任意一项所述的飞行器倾转旋翼的倾转角度检测装置（1），所述控制单元（2）根据所述飞行器倾转旋翼的倾转角度检测装置（1）检测的倾转角度对倾转旋翼进行倾转角度的闭环控制。

9.一种基于如权利要求8所述的飞行器倾转旋翼的倾转角度控制系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S01、在倾转旋翼进行倾转的过程中，通过飞行器倾转旋翼的倾转角度检测装置（1）对倾转机臂（3）的倾转角度进行实时检测，并将检测的倾转角度发送至控制单元（2）；

S02、控制单元（2）根据检测的倾转角度，对倾转旋翼的倾转角度进行调节以实现闭环控制。

10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，将检测倾转角度与输出的预设倾转角度相比，得到差值，判定为倾转旋翼的偏差倾转角度。