CN204925150U - 用于多旋翼无人机桨叶转速动态测量的转速表 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于多旋翼无人机桨叶转速动态测量的转速表，旨在解决现有的无人机在飞行过程中因飞行高度高以及飞行速度大而无法实时读取其桨叶转速数值的技术问题。其包括红外光电开关和控制器，控制器包括主控芯片、与主控芯片对应连接的液晶显示电路、开关电路和数据储存芯片，以及为控制器中各部分供电的电源模块，红外光电开关设置于机臂上位于螺旋桨桨叶下方的位置，红外光电开关信号的输出端与主控芯片的外部中断输入端口对应连接。本实用新型通过安装在桨叶下方的红外光电开关来检测桨叶的转速，检测结果更加精确；数据储存芯片可以大量、安全储存转速表所测转速数据，便于在飞行结束后调出原来的转速进行数据分析。

Description

用于多旋翼无人机桨叶转速动态测量的转速表

技术领域

本实用新型涉及工业检测技术领域，具体涉及一种用于多旋翼无人机桨叶转速动态测量的转速表。

背景技术

随着无人机技术的迅速发展，其应用领域越来越广泛，如在军用、航拍、勘测、农业植保、测绘、警用、城市管理、气象、电力、抢险救灾等领域均有应用。无人机从技术角度可以分为无人直升机、无人固定翼机、无人多旋翼飞行器、无人飞艇、无人伞翼机等类型。中国作为农业大国，18亿亩基本农田，每年需要大量的农业植保作业，植保无人机服务于农业中主要用于喷洒农药。在植保无人机研发阶段，由于其载重量大，电调、电机、桨等动力机构选型变得尤其重要。同种桨叶，转速越大其产生的提升力也就越大，流经电调、电机的电流也变得很大。通过开关电源可测得桨叶在特定转速下流经电调、电机的电流，此为桨叶转速的静态测量方法。如果想确定电机、电调在某一次具体飞行中所流经的电流随时间的变化，只需测量无人机在飞行过程中桨叶的转速随时间的变化，然后通过开关电源测量便可，此为桨叶转速的动态测量。然而目前公知的转速表并无储存功能，即使有也只能储存两、三组数据且无断电保护功能，无人机在飞行过程中，由于其飞行高度高以及飞行速度大没法读取转速数值，只能先将其储存起来，待无人机降落后读取数据，显然，目前市场上转速表满足不了使用要求。

发明内容

本实用新型旨在解决现有的无人机在飞行过程中因飞行高度高以及飞行速度大而无法实时读取其桨叶转速数值的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

设计一种用于多旋翼无人机桨叶转速动态测量的转速表，包括红外光电开关和控制器，所述控制器包括主控芯片、与所述主控芯片对应连接的液晶显示电路、开关电路和数据储存芯片，以及与所述主控芯片、液晶显示电路、开关电路和数据储存芯片对应连接的电源模块，所述红外光电开关设置于机臂上位于螺旋桨桨叶下方的位置，所述红外光电开关信号的输出端与所述主控芯片的外部中断输入端口对应连接。

优选的，所述数据储存芯片为具有断电保护功能的E²PROM芯片。

优选的，所述主控芯片包括单片机最小系统电路。

优选的，在所述控制器上设有LCD显示屏和按键。

本实用新型的有益效果在于：

通过安装在桨叶下方的红外光电开关，用于检测桨叶是否通过红外开关感应区，然后以高低电平的形式反馈给主控芯片；数据储存芯片将测得的桨叶实时转速进行存储，便于对无人机飞行过程中桨叶转速的数据进行记录存储和后期数据调用分析。红外光电开关具有体积小、使用简单、性能稳定、寿命长、响应速度快以及抗冲击和抗干扰能力强等优点，采用红外光电开关来检测桨叶的实时转速，检测结果更加精确；使用具有断电保护功能的E²PROM芯片作为数据储存芯片，具有体积小、接口简单、低电压写入、数据保存可靠、数据存储量大等优点，可以大量储存转速表所测转速数据，断电保护功能使其中的数据在断电后仍然安全保存，便于在飞行结束后调出原来的转速进行数据分析。

附图说明

图1为本实用新型应用时的结构示意图；

图2为本实用新型的电路原理图；

图3为本实用新型的电路连接图；

图4为本实用新型的程序流程图；

图5为本实用新型的一次真机测试数据分析图。

其中，1为螺旋桨，2为电机，3为电机托盘，4为机臂，5为红外光电开关，6为信号线，7为控制器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例来说明本实用新型的具体实施方式，但下列实施例只是用来详细说明本实用新型的实施方式，并不以任何方式限制本实用新型的范围。

实施例1：一种用于多旋翼无人机桨叶转速动态测量的转速表，如图1-图3所示，包括红外光电开关5和控制器7，控制器7包括主控芯片、与主控芯片对应连接的液晶显示电路、开关电路和数据储存芯片，以及与主控芯片、液晶显示电路、开关电路和数据储存芯片对应连接的电源模块，红外光电开关5设置于机臂4上位于螺旋桨桨叶1下方的位置，红外光电开关5的信号输出端与主控芯片的外部中断输入端口对应连接。该数据储存芯片为具有断电保护功能的E²PROM芯片。该主控芯片包括单片机最小系统电路。在控制器7上设有LCD显示屏和按键。

在以上实施例中所涉及的仪器设备如无特别说明，均为常规仪器设备。

本实用新型用于多旋翼无人机桨叶转速动态测量的转速表的具体工作方式为：

将红外光电开关5安装于无人机螺旋桨叶片1的下方，如图1所示，用于检测桨叶是否通过其感应区，以高低电平的形式反馈给主控芯片；主控芯片将收到的信号进行数据的处理和传送；液晶显示电路在测量转速模式下用于显示当前桨叶的转速，在读取转速模式下用于显示测试转速模式在某一时间所测桨叶转速；开关电路用于切换测量/读取转速模式和切换测量时间；数据储存芯片依时间次序储存桨叶转速；电源模块给整个电路供电。

本实用新型的工作模式有两种：测量转速模式和读取转速模式两种模式，其程序流程图如图4所示，现结合转速表的使用过程对其程序流程进行说明。程序主循环仅仅包含按键子程序和液晶显示子程序，当打开转速表电源时，即进入读取转速模式，LCD显示屏左上方会出现“du”字样，通过调节第二、三、四按键改变调取储存芯片的芯片寻址和片内子地址寻址便可以调出上次实验任意时刻测量的转速数据；当需要进行另外一次飞行实验测试转速时，需切换测试转速模式，按下第一个按键，液晶显示屏左上方会出现“ce”字样，按键扫描子程序中包含外部中断和定时器中断初始化子程序，此时主控芯片开始响应中断子程序；红外光电开关信号输出端接主控芯片外部中断输入端口，当桨叶通过红外开关感应区时，会向主控芯片输出一个脉冲，即发生外部中断，外部中断子程序使主控芯片某一变量记数加一；定时器中断定时时间1秒，当定时器定时1秒时即发生定时器中断，在定时器中断子程序中，首先读取此变量值，然后将此值储存在具有掉电保护功能的储存芯片中，最后将其设定为零准备下一秒测试转速。图5中显示了为测量某机型植保机带载和不带载转速测量数据用MATLAB所做的转速随时间变化图。

上面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式做了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下进行变更或改变。

Claims (4)

1.一种用于多旋翼无人机桨叶转速动态测量的转速表，其特征在于，包括红外光电开关和控制器，所述控制器包括主控芯片、与所述主控芯片对应连接的液晶显示电路、开关电路和数据储存芯片，以及与所述主控芯片、液晶显示电路、开关电路和数据储存芯片对应连接的电源模块，所述红外光电开关设置于机臂上位于螺旋桨桨叶下方的位置，所述红外光电开关信号的输出端与所述主控芯片的外部中断输入端口对应连接。

2.根据权利要求1所述的用于多旋翼无人机桨叶转速动态测量的转速表，其特征在于，所述数据储存芯片为具有断电保护功能的E²PROM芯片。

3.根据权利要求1所述的用于多旋翼无人机桨叶转速动态测量的转速表，其特征在于，所述主控芯片包括单片机最小系统电路。

4.根据权利要求1所述的用于多旋翼无人机桨叶转速动态测量的转速表，其特征在于，在所述控制器上设有LCD显示屏和按键。