CN206057971U - 一种低空无人机平衡系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种低空无人机平衡系统，涉及无人机控制领域，包括带有多个数据接口的数据处理装置，以及通过数据接口分别与所述处理器相连的驱动控制装置、皮托管装置、温度感应装置、压力感应装置、陀螺仪装置和雷达通讯装置，所述驱动控制装置控制无人机的动力单元的动力输出以及翼板的调节；所述皮托管装置设置在无人机外壳上；所述陀螺仪装置设置在无人机机体的正中央，这种低空无人机平衡系统可以根据风向、压力、温度等多种外界因素，结合陀螺仪的实时数据，自行调整无人机飞行姿态，保持飞行稳定性。
Description
技术领域
本实用新型涉及无人机控制领域，具体来说涉及一种低空无人机平衡系统。
背景技术
无人机的运用在当今已是非常常见的了，低空无人机的飞行高度距地面通常在100m到1000m之间，是属于空气的对流层，风向、压力、温度等外界因素会对低空无人机的飞行造成很多影响，低空无人机在飞行中的平衡和姿态都因为这些因素而难以保证，如公开号为CN201004180，公开时间为2008年1月9号，名称为“无人机姿态控制系统”的中国实用新型专利文献，包括向飞行控制计算机提供无人机三维姿态数据的航姿传感器、提供无人机三维位置及时间数据的GPS差分定位系统和提供无人机状态数据的状态传感器，所述飞行控制计算机还与对无人机进行姿态控制的执行机构连接。本实用新型采用一体化全数字总线控制技术和GPS导航定位技术，电路采用一体化全数字总线控制技术，减化了系统组件，同时节省了无人机载荷量并提高了系统的可靠性。本实用新型的三轴控制精度小于3°，提高了飞行器性能指标和飞控技术指标，并极大地提高了成像质量，这种无人机姿态控制的技术方案中仅依靠垂直陀螺仪的数据来调整无人机的飞行姿态，并不能保证无人机及时稳定飞行。
综上所述，现有技术中存在的问题如下：
现有技术中，对无人机飞行姿态控制的技术方案中，主要是依靠遥控或仅仅依靠垂直陀螺仪的数据来调整无人机的飞行姿态，对于低空无人机来说，这些技术方案无法排除风向、压力、温度等多种外界因素的干扰，并且低空对流层中，对流空气随时在变化，仅仅依靠垂直陀螺仪来调整飞行中的平衡势必造成机体频繁晃动，无法根据综合环境调整飞行状态以保持平衡。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种可以根据风向、压力、温度等多种外界因素，结合陀螺仪的实时数据，自行调整无人机飞行姿态，保持飞行稳定性的低空无人机平衡系统。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种低空无人机平衡系统，其特征在于：包括带有多个数据接口的数据处理装置，以及通过数据接口分别与所述处理器相连的驱动控制装置、皮托管装置、温度感应装置、压力感应装置、陀螺仪装置和雷达通讯装置，所述驱动控制装置控制无人机的动力单元的动力输出以及翼板的调节；所述皮托管装置设置在无人机外壳上；所述陀螺仪装置设置在无人机机体的正中央。
所述数据处理装置包括数据处理器和数据储存器，数据处理装置将所述皮托管装置、温度感应装置、压力感应装置和陀螺仪装置传递来的测量信息进行运算处理并将指令发送给所述驱动控制装置，驱动控制装置控制无人机的动力输出以及翼板的调节，同时数据处理装置将所有数据通过所述雷达通讯装置发送回地面控制中心。
所述数据处理装置至少带有7个数据接口，其中6个数据接口分别连接所述驱动控制装置、皮托管装置、温度感应装置、压力感应装置、陀螺仪装置和雷达通讯装置，另外1个是与电脑的数据交换接口。
所述陀螺仪装置是一种带有数据读取和传输功能的垂直陀螺仪。
所述压力感应装置是一种带有数据读取和传输功能的空气压力检测仪。
所述驱动控制装置包括启动机和变频器，所述启动机控制无人机翼板的调节，所述变频器控制调节无人机动力单元的动力输出。
本实用新型的有益效果如下：
一、本实用新型提供的一种低空无人机平衡系统，皮托管装置、温度感应装置、压力感应装置可以检测到风向风速、压力、温度，数据处理装置根据这些风向风速、压力、温度的检测数值，结合陀螺仪装置的实时数据，自行计算并通过控制驱动控制装置控制动力单元的动力输出以及翼板的角度来调整无人机飞行姿态以适应低空飞行中多种明显干扰因素的影响，最大程度的保持飞行稳定性；陀螺仪装置设置在无人机机体的正中央可以最准确的测量出机体的偏移量。
二、本实用新型提供的一种低空无人机平衡系统，数据处理装置包括数据处理器和数据储存器，数据处理器中写入运算调整程序，数据储存器中可以储存经过试验积累的运算对比数据，二者配合即可实现稳定控制，方案简单技术成熟，同时，通过雷达通信装置可以实时与地面基站交换数据，紧急时也可以切换至地面遥控模式。
三、本实用新型提供的一种低空无人机平衡系统，数据处理装置带有与电脑的数据交换接口，便于及时更新程序和下载数据；垂直陀螺仪和空气压力检测仪是无人机常用的检测设备；驱动控制装置包括启动机和变频器，启动机控制无人机翼板的调节，变频器控制调节无人机动力单元的动力输出，与飞行姿态最相关的机械结构相互协同且独立控制，可以最精确的调整飞行姿态。
附图说明
图1是本实用新型一种优选方案的结构示意图；
图中：
1、数据处理装置；2、驱动控制装置；3、压力感应装置；4、雷达通讯装置；5、温度感应装置；6、皮托管装置；7、陀螺仪装置。
具体实施方式
以下通过几个实施例来进一步说明本实用新型的技术方案，需要说明的是，实现本实用新型目的的技术方案包括但不限于以下实施例。
实施例1
如图1，一种低空无人机平衡系统，包括带有多个数据接口的数据处理装置1，以及通过数据接口分别与所述处理器相连的驱动控制装置2、皮托管装置6、温度感应装置5、压力感应装置3、陀螺仪装置7和雷达通讯装置4，所述驱动控制装置2控制无人机的动力单元的动力输出以及翼板的调节；所述皮托管装置6设置在无人机外壳上；所述陀螺仪装置7设置在无人机机体的正中央。
这是本实用新型一种最基本的实施方案。皮托管装置6、温度感应装置5、压力感应装置3可以检测到风向风速、压力、温度，数据处理装置1根据这些风向风速、压力、温度的检测数值，结合陀螺仪装置7的实时数据，自行计算并通过控制驱动控制装置2控制动力单元的动力输出以及翼板的角度来调整无人机飞行姿态以适应低空飞行中多种明显干扰因素的影响，最大程度的保持飞行稳定性；陀螺仪装置设置在无人机机体的正中央可以最准确的测量出机体的偏移量。
实施例2
如图1，一种低空无人机平衡系统，包括带有多个数据接口的数据处理装置1，以及通过数据接口分别与所述处理器相连的驱动控制装置2、皮托管装置6、温度感应装置5、压力感应装置3、陀螺仪装置7和雷达通讯装置4，所述驱动控制装置2控制无人机的动力单元的动力输出以及翼板的调节；所述皮托管装置6设置在无人机外壳上；所述陀螺仪装置7设置在无人机机体的正中央。
所述数据处理装置1包括数据处理器和数据储存器，数据处理装置将所述皮托管装置6、温度感应装置5、压力感应装置3和陀螺仪装置7传递来的测量信息进行运算处理并将指令发送给所述驱动控制装置2，驱动控制装置2控制无人机的动力输出以及翼板的调节，同时数据处理装置将所有数据通过所述雷达通讯装置4发送回地面控制中心。
这是本实用新型一种优选的实施方案。皮托管装置6、温度感应装置5、压力感应装置3可以检测到风向风速、压力、温度，数据处理装置1根据这些风向风速、压力、温度的检测数值，结合陀螺仪装置7的实时数据，自行计算并通过控制驱动控制装置2控制动力单元的动力输出以及翼板的角度来调整无人机飞行姿态以适应低空飞行中多种明显干扰因素的影响，最大程度的保持飞行稳定性；陀螺仪装置设置在无人机机体的正中央可以最准确的测量出机体的偏移量；数据处理装置1包括数据处理器和数据储存器，数据处理器中写入运算调整程序，数据储存器中可以储存经过试验积累的运算对比数据，二者配合即可实现稳定控制，方案简单技术成熟，同时，通过雷达通信装置4可以实时与地面基站交换数据，紧急时也可以切换至地面遥控模式。
实施例3
如图1，一种低空无人机平衡系统，包括带有多个数据接口的数据处理装置1，以及通过数据接口分别与所述处理器相连的驱动控制装置2、皮托管装置6、温度感应装置5、压力感应装置3、陀螺仪装置7和雷达通讯装置4，所述驱动控制装置2控制无人机的动力单元的动力输出以及翼板的调节；所述皮托管装置6设置在无人机外壳上；所述陀螺仪装置7设置在无人机机体的正中央。
所述数据处理装置1包括数据处理器和数据储存器，数据处理装置将所述皮托管装置6、温度感应装置5、压力感应装置3和陀螺仪装置7传递来的测量信息进行运算处理并将指令发送给所述驱动控制装置2，驱动控制装置2控制无人机的动力输出以及翼板的调节，同时数据处理装置将所有数据通过所述雷达通讯装置4发送回地面控制中心。
所述数据处理装置1至少带有7个数据接口，其中6个数据接口分别连接所述驱动控制装置2、皮托管装置6、温度感应装置5、压力感应装置3、陀螺仪装置7和雷达通讯装置4，另外1个是与电脑的数据交换接口。
这是本实用新型一种优选的实施方案。皮托管装置6、温度感应装置5、压力感应装置3可以检测到风向风速、压力、温度，数据处理装置1根据这些风向风速、压力、温度的检测数值，结合陀螺仪装置7的实时数据，自行计算并通过控制驱动控制装置2控制动力单元的动力输出以及翼板的角度来调整无人机飞行姿态以适应低空飞行中多种明显干扰因素的影响，最大程度的保持飞行稳定性；陀螺仪装置设置在无人机机体的正中央可以最准确的测量出机体的偏移量；数据处理装置1包括数据处理器和数据储存器，数据处理器中写入运算调整程序，数据储存器中可以储存经过试验积累的运算对比数据，二者配合即可实现稳定控制，方案简单技术成熟，同时，通过雷达通信装置4可以实时与地面基站交换数据，紧急时也可以切换至地面遥控模式；数据处理装置1带有与电脑的数据交换接口，便于及时更新程序和下载数据。
实施例4
如图1，一种低空无人机平衡系统，包括带有多个数据接口的数据处理装置1，以及通过数据接口分别与所述处理器相连的驱动控制装置2、皮托管装置6、温度感应装置5、压力感应装置3、陀螺仪装置7和雷达通讯装置4，所述驱动控制装置2控制无人机的动力单元的动力输出以及翼板的调节；所述皮托管装置6设置在无人机外壳上；所述陀螺仪装置7设置在无人机机体的正中央。
所述数据处理装置1包括数据处理器和数据储存器，数据处理装置将所述皮托管装置6、温度感应装置5、压力感应装置3和陀螺仪装置7传递来的测量信息进行运算处理并将指令发送给所述驱动控制装置2，驱动控制装置2控制无人机的动力输出以及翼板的调节，同时数据处理装置将所有数据通过所述雷达通讯装置4发送回地面控制中心。
所述数据处理装置1至少带有7个数据接口，其中6个数据接口分别连接所述驱动控制装置2、皮托管装置6、温度感应装置5、压力感应装置3、陀螺仪装置7和雷达通讯装置4，另外1个是与电脑的数据交换接口。
所述陀螺仪装置7是一种带有数据读取和传输功能的垂直陀螺仪。
所述压力感应装置3是一种带有数据读取和传输功能的空气压力检测仪。
这是本实用新型一种优选的实施方案。皮托管装置6、温度感应装置5、压力感应装置3可以检测到风向风速、压力、温度，数据处理装置1根据这些风向风速、压力、温度的检测数值，结合陀螺仪装置7的实时数据，自行计算并通过控制驱动控制装置2控制动力单元的动力输出以及翼板的角度来调整无人机飞行姿态以适应低空飞行中多种明显干扰因素的影响，最大程度的保持飞行稳定性；陀螺仪装置设置在无人机机体的正中央可以最准确的测量出机体的偏移量；数据处理装置1包括数据处理器和数据储存器，数据处理器中写入运算调整程序，数据储存器中可以储存经过试验积累的运算对比数据，二者配合即可实现稳定控制，方案简单技术成熟，同时，通过雷达通信装置4可以实时与地面基站交换数据，紧急时也可以切换至地面遥控模式；数据处理装置1带有与电脑的数据交换接口，便于及时更新程序和下载数据；垂直陀螺仪和空气压力检测仪是无人机常用的检测设备。
实施例5
如图1，一种低空无人机平衡系统，包括带有多个数据接口的数据处理装置1，以及通过数据接口分别与所述处理器相连的驱动控制装置2、皮托管装置6、温度感应装置5、压力感应装置3、陀螺仪装置7和雷达通讯装置4，所述驱动控制装置2控制无人机的动力单元的动力输出以及翼板的调节；所述皮托管装置6设置在无人机外壳上；所述陀螺仪装置7设置在无人机机体的正中央。
所述数据处理装置1包括数据处理器和数据储存器，数据处理装置将所述皮托管装置6、温度感应装置5、压力感应装置3和陀螺仪装置7传递来的测量信息进行运算处理并将指令发送给所述驱动控制装置2，驱动控制装置2控制无人机的动力输出以及翼板的调节，同时数据处理装置将所有数据通过所述雷达通讯装置4发送回地面控制中心。
所述数据处理装置1至少带有7个数据接口，其中6个数据接口分别连接所述驱动控制装置2、皮托管装置6、温度感应装置5、压力感应装置3、陀螺仪装置7和雷达通讯装置4，另外1个是与电脑的数据交换接口。
所述陀螺仪装置7是一种带有数据读取和传输功能的垂直陀螺仪。
所述压力感应装置3是一种带有数据读取和传输功能的空气压力检测仪。
所述驱动控制装置2包括启动机和变频器，所述启动机控制无人机翼板的调节，所述变频器控制调节无人机动力单元的动力输出。
这是本实用新型一种优选的实施方案。皮托管装置6、温度感应装置5、压力感应装置3可以检测到风向风速、压力、温度，数据处理装置1根据这些风向风速、压力、温度的检测数值，结合陀螺仪装置7的实时数据，自行计算并通过控制驱动控制装置2控制动力单元的动力输出以及翼板的角度来调整无人机飞行姿态以适应低空飞行中多种明显干扰因素的影响，最大程度的保持飞行稳定性；陀螺仪装置设置在无人机机体的正中央可以最准确的测量出机体的偏移量；数据处理装置1包括数据处理器和数据储存器，数据处理器中写入运算调整程序，数据储存器中可以储存经过试验积累的运算对比数据，二者配合即可实现稳定控制，方案简单技术成熟，同时，通过雷达通信装置4可以实时与地面基站交换数据，紧急时也可以切换至地面遥控模式；数据处理装置1带有与电脑的数据交换接口，便于及时更新程序和下载数据；垂直陀螺仪和空气压力检测仪是无人机常用的检测设备；驱动控制装置2包括启动机和变频器，启动机控制无人机翼板的调节，变频器控制调节无人机动力单元的动力输出，与飞行姿态最相关的机械结构相互协同且独立控制，可以最精确的调整飞行姿态。
Claims (6)
1.一种低空无人机平衡系统，其特征在于：包括带有多个数据接口的数据处理装置（1），以及通过数据接口分别与所述处理器相连的驱动控制装置（2）、皮托管装置（6）、温度感应装置（5）、压力感应装置（3）、陀螺仪装置（7）和雷达通讯装置（4），所述驱动控制装置（2）控制无人机的动力单元的动力输出以及翼板的调节；所述皮托管装置（6）设置在无人机外壳上；所述陀螺仪装置（7）设置在无人机机体的正中央。
2.如权利要求1所述的一种低空无人机平衡系统，其特征在于：所述数据处理装置（1）包括数据处理器和数据储存器，数据处理装置将所述皮托管装置（6）、温度感应装置（5）、压力感应装置（3）和陀螺仪装置（7）传递来的测量信息进行运算处理并将指令发送给所述驱动控制装置（2），驱动控制装置（2）控制无人机的动力输出以及翼板的调节，同时数据处理装置将所有数据通过所述雷达通讯装置（4）发送回地面控制中心。
3.如权利要求1所述的一种低空无人机平衡系统，其特征在于：所述数据处理装置（1）至少带有7个数据接口，其中6个数据接口分别连接所述驱动控制装置（2）、皮托管装置（6）、温度感应装置（5）、压力感应装置（3）、陀螺仪装置（7）和雷达通讯装置（4），另外1个是与电脑的数据交换接口。
4.如权利要求1所述的一种低空无人机平衡系统，其特征在于：所述陀螺仪装置（7）是一种带有数据读取和传输功能的垂直陀螺仪。
5.如权利要求1所述的一种低空无人机平衡系统，其特征在于：所述压力感应装置（3）是一种带有数据读取和传输功能的空气压力检测仪。
6.如权利要求1所述的一种低空无人机平衡系统，其特征在于：所述驱动控制装置（2）包括启动机和变频器，所述启动机控制无人机翼板的调节，所述变频器控制调节无人机动力单元的动力输出。
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