CN204121763U - 一种四旋翼模型飞机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种四旋翼模型飞机，包括控制四个螺旋桨转速的ARM单片机，还包括无线通讯器、IPAD电脑、高度检测装置、障碍检测装置和摄像头，所述的ARM单片机分别连接无线通讯器、高度检测装置、障碍检测装置和摄像头，所述的高度检测装置设于四旋翼模型飞机腹部中间，所述的障碍检测装置设于四旋翼模型飞机机头，所述的无线通讯器通过无线网络连接IPAD电脑。与现有技术相比，本实用新型采用IPAD电脑发送控制命令，检测飞机飞行时的障碍信息和周围摄像信息，经过ARM单片机处理，实现对飞机的智能控制。

Description

一种四旋翼模型飞机

技术领域

本实用新型涉及一种模型飞机，尤其是涉及一种能够根据高度检测装置、障碍检测装置和摄像头测得的数据来对飞行姿态进行实时自动控制的四旋翼模型飞机。

背景技术

现在市场上常见的玩具电动飞机都是由遥控器控制的。这些电动飞机的特点是按控制者的要求做上升、下降、前进、后退的运动，而飞机本身是不具备智能性的。遇到障碍物时飞机是不会主动避让，也不能将飞机在飞行过程中的情况反馈给控制者的。若使用者一旦停止抬头观察，就有可能发生事故，特别是在狭小的室内空间飞行时，由于碰撞障碍物而损坏模型飞机零部件的现象也经常发生，增加了使用者维修的经济成本和时间成本。

随着科技的发展，普通的玩具电动飞机也要求智能化、多功能化，例如可以在一些需要摄像观察的情况下也能起到作用，因此有必要研制一种控制精准、多功能、智能化的模型飞机。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服一般飞机遇到障碍物不会主动停下，也不能将飞机遇到的情况反馈给操作员的缺陷，而提供一种能够根据高度检测装置、障碍检测装置和摄像头测得的数据来对飞行姿态进行实时自动控制的四旋翼模型飞机。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种四旋翼模型飞机，包括控制四个螺旋桨转速的ARM单片机，还包括无线通讯器、IPAD电脑、高度检测装置、障碍检测装置和摄像头，所述的ARM单片机分别连接无线通讯器、高度检测装置、障碍检测装置和摄像头，所述的高度检测装置设于四旋翼模型飞机腹部中间，所述的障碍检测装置设于四旋翼模型飞机机头，所述的无线通讯器通过无线网络连接IPAD电脑。

所述的高度检测装置为一个超声波传感器，其探头朝向地面。

所述的障碍检测装置为两个超声波传感器，分别设于四旋翼模型飞机机头的两侧，其探头朝向四旋翼模型飞机的飞行方向。

所述的ARM单片机为STM32系列ARM单片机。

还包括预警灯，所述的预警灯连接ARM单片机。

所述的无线通讯器为无线网络芯片NRF2401。

与现有技术相比，本实用新型在传统遥控飞机的基础上具备了智能性，即飞机的控制不仅仅是由控制者来控制，飞机本身也可以根据飞行方向前方的情况进行智能控制，使飞机飞行起来更加灵活，优点包括以下：

1)通过IPAD电脑的触摸屏对飞机进行遥控，操作方便，应用范围广，便于广大消费者使用，也省去了传统遥控器带来的携带不方便，通用性不强的缺点；

2)飞机腹部的超声波传感器可以实时传输数据于IPAD电脑检测高度；

3)摄像头传感器实时传送回四旋翼模型飞机周围的画面，更快速地让操作者了解四旋翼模型飞机的当前高空情况，并根据情况操纵飞机，减少飞机迷失的概率；

4)机头的超声波传感器检测前方是否有障碍物及其距离，以防操作员的误操作导致飞机撞上障碍物；

5)采用的无线网络芯片NRF2401注重于低功耗，让四旋翼模型飞机有更好的续航能力，无线网络工作于2.4～2.5GHz全球免申请频段，该频率下工作极其稳定、传输距离远、适用性高；

6)采用四个螺旋桨控制飞行是由于ARM可以独立分别控制四个螺旋桨的转速，所以它的控制比传统飞机更为精准，也可以做到比传统飞机更多的事情，如：停滞在空中、小幅度倾斜飞行、空中原地自旋转等，可用于普通的儿童玩具，也可用于高空输电线的巡检，特别是在河道、铁塔附近的电网线，有利于及时发现故障点，方便检修人员维修。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图中：1、ARM单片机，2、无线通讯器，3、IPAD电脑，4、高度检测装置，5、障碍检测装置，6、摄像头，7、预警灯。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，一种四旋翼模型飞机，包括控制四个螺旋桨转速的STM32系列ARM单片机，还包括无线通讯器2、IPAD电脑3、高度检测装置4、障碍检测装置5和摄像头6，ARM单片机1分别连接无线通讯器2、高度检测装置4、障碍检测装置5和摄像头6，高度检测装置4设于四旋翼模型飞机腹部中间，障碍检测装置5设于四旋翼模型飞机机头，无线通讯器2通过无线网络连接IPAD电脑3。无线通讯器2为无线网络芯片NRF2401，无线网络工作于2.4～2.5GHz全球免申请(ISM)频段。同时四旋翼模型飞机上还设有预警灯7，预警灯7连接ARM单片机1。

其中，高度检测装置4为一个超声波传感器，其探头朝向地面。障碍检测装置5为两个超声波传感器，分别设于四旋翼模型飞机机头的两侧，其探头朝向四旋翼模型飞机的飞行方向。

该模型飞机的工作过程为：

1)IPAD电脑3通过其无线模块向四旋翼模型飞机发送相应的飞行命令，飞机上的ARM单片机1通过无线网络芯片NRF2401收到飞行命令后进而控制四个螺旋桨转速，ARM单片机1同时可根据安装在四旋翼模型飞机上的三轴加速度计和陀螺仪实时探测到的位置信号，以及四个电机的实时速度对飞机进行精准控制；

2)障碍检测装置5的超声波传感器检测飞机前面是否有障碍物以及离障碍物的距离，ARM单片机1接收超声波传感器的信号并通过无线网络发送给IPAD电脑3，当飞机前方的距离不足以使飞机按照要求飞行时，产生预警信号，飞机上的预警灯7会亮起，与此同时，飞机上的ARM芯片会将飞机悬停在空中；

3)高度检测装置4的超声波传感器安装位于四旋翼模型飞机中心正下方，传感器口朝下，用于检测四旋翼模型飞机现离地的高度，可测量范围为0-200米之间，ARM单片机1接收相应数据后实时传输数据于IPAD电脑3，实现高度的检测；

4)摄像头6设于四旋翼模型飞机上，用于拍摄飞机当前所处位置的周围景象，同时ARM单片机1将拍摄下来的图像通过无线通讯器2传送给IPAD电脑3。

Claims (6)

1.一种四旋翼模型飞机，包括控制四个螺旋桨转速的ARM单片机，其特征在于，还包括无线通讯器、IPAD电脑、高度检测装置、障碍检测装置和摄像头，所述的ARM单片机分别连接无线通讯器、高度检测装置、障碍检测装置和摄像头，所述的高度检测装置设于四旋翼模型飞机腹部中间，所述的障碍检测装置设于四旋翼模型飞机机头，所述的无线通讯器通过无线网络连接IPAD电脑。

2.根据权利要求1所述的一种四旋翼模型飞机，其特征在于，所述的高度检测装置为一个超声波传感器，其探头朝向地面。

3.根据权利要求1所述的一种四旋翼模型飞机，其特征在于，所述的障碍检测装置为两个超声波传感器，分别设于四旋翼模型飞机机头的两侧，其探头朝向四旋翼模型飞机的飞行方向。

4.根据权利要求1所述的一种四旋翼模型飞机，其特征在于，所述的ARM单片机为STM32系列ARM单片机。

5.根据权利要求1所述的一种四旋翼模型飞机，其特征在于，还包括预警灯，所述的预警灯连接ARM单片机。

6.根据权利要求1所述的一种四旋翼模型飞机，其特征在于，所述的无线通讯器为无线网络芯片NRF2401。