CN108664041B - 一种飞行器倾转角度检测装置、控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种飞行器倾转角度检测装置，包括弧状磁钢，套设于倾转机臂上；和感应芯片，固定于安装于机架上且正对弧状磁钢，用于检测磁场的变化以得到倾转角度。本发明还公开了一种检测装置，包括弧状磁钢，固定于安装于机架上；感应芯片，套设于倾转机臂上，且正对弧状磁钢，用于检测磁场的变化以得到倾转角度。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角度进行闭环控制。本发明还公开了一种控制方法，包括：S01、对倾转角度进行实时检测；S02、根据倾转角度对倾转角度进行调节以实现闭环控制。本发明的飞行器倾转角度检测装置、控制系统及方法均具有检测精准等优点。

Description

一种飞行器倾转角度检测装置、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：

一种飞行器倾转角度检测装置，包括

弧状磁钢，套设于飞行器倾转机臂上，与所述倾转机臂同步转动；和

感应芯片，固定于安装于飞行器的机架上，且正对于所述弧状磁钢，用于检测磁场的变化以得到飞行器的倾转角度。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述机架上安装有第一环形套，所述第一环形套上设置有第一容纳槽，所述弧状磁钢卡设于所述第一容纳槽内。

所述第一环形套上设置有第一安装部，所述第一安装部的周侧设置有多个螺孔，所述螺孔内设置有螺钉，用于将第一环形套卡紧于所述机架上。

所述倾转机臂上安装有第二环形套，所述第二环形套上设置有第二容纳槽，所述感应芯片卡设于所述第二容纳槽内。

所述第二环形套上设置有第二安装部，所述第二安装部的周侧设置有多个螺孔，所述螺孔内设置有螺钉，用于将第二环形套卡紧于所述倾转机臂上。

所述第一环形套的周侧向第二环形套延伸形成凹槽，所述第二环形套置于第一环形套的凹槽内。

所述第一环形套上开设有用于穿过电线的穿线孔，所述穿线孔上套设有保护套。

本发明还公开了一种飞行器倾转角度检测装置，包括

弧状磁钢，固定于安装于飞行器的机架上；

感应芯片，套设于飞行器的倾转机臂上，与所述倾转机臂同步转动且正对所述弧状磁钢，用于检测磁场的变化以得到飞行器的倾转角度。

本发明还公开了一种飞行器倾转角度控制系统，包括控制单元和如上所述的飞行器倾转角度检测装置，所述控制单元根据所述飞行器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。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的飞行器倾转角度检测装置、控制系统及控制方法，通过非接触式的感应芯片与弧状磁钢之间的配合，通过检测磁场的变化得到飞行器的倾转角度，从而能够倾转机臂的实际倾转角度（由于驱动件与倾转机臂之间存在联轴器、传动机构等），便于对飞行器的倾转旋翼进行精确的控制；而且感应芯片与弧状磁钢之间非接触的方式，无机械损伤、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剖视图。

图3为本发明的检测装置的爆炸图。

图4为本发明的控制系统方框图。

图中标号表示：1、检测装置；11、弧状磁钢；111、第一环形套；112、第一容纳槽；113、第一安装部；12、感应芯片；121、第二环形套；122、第二容纳槽；123、第二安装部；13、穿线孔；131、保护套；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和图2所示，本实施例的飞行器倾转角度检测装置，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，其中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）。本实施例的检测装置具体包括弧状磁钢11，套设于飞行器倾转机臂3上，与倾转机臂3同步转动；和感应芯片12（如霍尔芯片），固定于安装于飞行器的机架4上，且正对于弧状磁钢11，在倾转机臂3转动带动弧状磁钢11旋转时，感应芯片12感应到磁场的变化，输出位置信号，从而得到倾转机臂3的倾转角度。当然，在其它实施例中，也可以对弧状磁钢11与感应芯片12的安装位置进行调换，即弧状磁钢11固定于安装于飞行器的机架4上，感应芯片12，套设于飞行器的倾转机臂3上，具体安装方式不变。本发明的飞行器倾转角度检测装置，通过非接触式的感应芯片12与弧状磁钢11之间的配合，通过检测磁场的变化得到飞行器的倾转角度，从而能够倾转机臂3的实际倾转角度（由于驱动件与倾转机臂3之间存在联轴器、传动机构等），便于对飞行器的倾转旋翼进行精确的控制；而且感应芯片12与弧状磁钢11之间非接触的方式，无机械损伤、拆装方便且易于实现。

如图1所示，机架4上于倾转机臂3的一侧（具体为轴承座上）套设有第一环形套111，第一环形套111于倾转机臂3的一侧设置有呈弧状的第一容纳槽112，弧状磁钢11卡紧于第一容纳槽112内，或者粘胶在第一容纳槽112内。其中第一环形套111可以采用不导磁的塑料材质制成。第一环形套111上设置有第一安装部113，第一安装部113的周侧设置有多个螺孔，螺孔内设置有螺钉，用于将第一环形套111卡紧于机架4上，安装结构简单、拆装方便。

本实施例中，倾转机臂3上安装有第二环形套121，第二环形套121上设置有第二容纳槽122，感应芯片12卡紧或者粘贴于第二容纳槽122内。本实施例中，第二环形套121上设置有第二安装部123，第二安装部123的周侧设置有多个螺孔，螺孔内设置有螺钉，用于将第二环形套121卡紧于倾转机臂3上，安装结构简单、拆装方便。另外，第一环形套111的周侧向第二环形套121延伸形成凹槽，第二环形套121置于第一环形套111的凹槽内。而且，第一环形套111上开设有用于穿过电线的穿线孔13，穿线孔13上套设有保护套131。

如图4所示，本发明还相应公开了一种飞行器倾转角度控制系统，包括控制单元2和如上所述的飞行器倾转角度检测装置1，控制单元2根据检测装置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，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 (4)

1.一种飞行器倾转角度检测装置，其特征在于，包括

弧状磁钢(11)，套设于飞行器倾转机臂(3)上，与所述倾转机臂(3)同步转动；和

感应芯片(12)，固定于安装于飞行器的机架(4)上，且正对于所述弧状磁钢(11)，用于检测磁场的变化以得到飞行器的倾转角度；

所述机架(4)上安装有第一环形套(111)，所述第一环形套(111)上设置有第一容纳槽(112)，所述弧状磁钢(11)卡设于所述第一容纳槽(112)内；

所述第一环形套(111)上设置有第一安装部(113)，所述第一安装部(113)的周侧设置有多个螺孔，所述螺孔内设置有螺钉，用于将第一环形套(111)卡紧于所述机架(4)上；所述倾转机臂(3)上安装有第二环形套(121)，所述第二环形套(121)上设置有第二容纳槽(122)，所述感应芯片(12)卡设于所述第二容纳槽(122)内；

所述第二环形套(121)上设置有第二安装部(123)，所述第二安装部(123)的周侧设置有多个螺孔，所述螺孔内设置有螺钉，用于将第二环形套(121)卡紧于所述倾转机臂(3)上；所述第一环形套(111)的周侧向第二环形套(121)延伸形成凹槽，所述第二环形套(121)置于第一环形套(111)的凹槽内。

2.根据权利要求1所述的飞行器倾转角度检测装置，其特征在于，所述第一环形套(111)上开设有用于穿过电线的穿线孔(13)，所述穿线孔(13)上套设有保护套(131)。

3.一种飞行器倾转角度控制系统，其特征在于，包括控制单元(2)和如权利要求1至2中任意一项所述的飞行器倾转角度检测装置(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。

4.一种基于权利要求3所述的飞行器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。