CN206950671U - 无线万向比例同步控制的飞行器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种无线万向比例同步控制的飞行器，包括飞行器本体和遥控器，飞行器本体上设置有螺旋桨、步进电机以及控制机构；飞行器本体上设置有若干用于测距的红外测距仪，所述控制机构包括微处理器、无线通信模块、AD转换电路、速度调节单元以及方向调节单元，其中无线通信模块与遥控器进行通信，无线通信模块的输出端连接微处理器的输入端，微处理器的输入端还经AD转换电路分别与各红外测距仪的输出端连接，微处理器的输出端分别经速度调节单元以及方向调节单元连接步进电机的受控端。本实用新型能够自动检测飞行器在空中所处的具体位置，进一步自动控制飞行器的飞行速度与方向，避免碰撞和坠落等飞行事故发生，提高飞行的安全性。
Description
技术领域
本实用新型涉及遥控玩具技术领域，特别是一种能够能够自动控制在空中位置状态的飞行器。
背景技术
遥控玩具领域中，人们经常接触到的有遥控汽车、遥控飞机等，其中遥控飞机能够在玩耍过程中实现升降、飞行等动作，但是由于飞机在行进过程中都处于空中位置，由于位置的不确定性，使得其不能够像遥控汽车一样来自动判断行进方向是否有障碍物，也无法判断距离地面的实际的高度，因此容易发生碰撞、自由坠落等事故，从而对玩偶硬件本省带来较大损害，降低了其寿命。尽管遥控器能够帮助其避免发生碰撞、坠落等事故，但是这需要玩耍者精力高度集中才可能避免，然而飞行器在飞行过程中的速度一般较快，因此玩耍者往往反应不过来，飞行器便会在瞬间发生事故。
发明内容
本实用新型需要解决的技术问题是提供一种无线万向比例同步控制的飞行器，能够自动检测飞行器在空中所处的具体位置，进一步自动控制飞行器的飞行速度与方向，避免碰撞和坠落事故发生。
为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案如下。
一种无线万向比例同步控制的飞行器，包括飞行器本体和遥控器，所述飞行器本体上设置有螺旋桨、驱动螺旋桨动作的步进电机以及控制步进电机动作的控制机构，控制机构和遥控器之间通过无线网络进行数据传输；所述飞行器本体的底部、顶部以及四周设置有若干用于测距的红外测距仪，所述控制机构包括微处理器、无线通信模块、AD转换电路、速度调节单元以及方向调节单元，其中无线通信模块与遥控器进行通信，无线通信模块的输出端连接微处理器的输入端，微处理器的输入端还经AD转换电路分别与各红外测距仪的输出端连接，微处理器的输出端分别经速度调节单元以及方向调节单元连接步进电机的受控端。
上述无线万向比例同步控制的飞行器，所述速度调节单元包括脉宽调制电路、功率放大电路以及全桥驱动电路，脉宽调制电路的输入端连接微处理器的输出端，脉宽调制电路的输出端依次经功率放大电路和全桥驱动电路连接步进电机的受控端。
上述无线万向比例同步控制的飞行器，所述方向调节单元包括光耦隔离电路以及DA转换电路，光耦隔离电路的输入端连接微处理器的输出端，光耦隔离电路的输出端经DA转换电路连接步进电机的受控端。
由于采用了以上技术方案，本实用新型所取得技术进步如下。
本实用新型采用人工操作和自动控制相结合，能够自动检测飞行器在空中所处的具体位置，进一步自动控制飞行器的飞行速度与方向，避免碰撞和坠落等飞行事故发生，提高飞行的安全性。
附图说明
图1为本实用新型的电气结构框图；
图2为本实用新型所述AD转换电路的电路图；
图3为本实用新型所述无线通信模块的电路图；
图4为本实用新型所述光耦隔离电路的电路图；
图5为本实用新型所述DA转换电路的电路图；
图6为本实用新型所述脉宽调制电路的电路图；
图7为本实用新型所述功率放大电路的电路图；
图8为本实用新型所述全桥驱动电路的电路图。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施例对本实用新型进行进一步详细说明。
一种无线万向比例同步控制的飞行器，包括飞行器本体和遥控器，飞行器本体上设置有螺旋桨、步进电机以及控制机构，控制机构和遥控器之间通过无线网络进行数据传输；控制机构的输出端连接步进电机的受控端，步进电机通过联轴器连接螺旋桨。本实用新型中，飞行器本体的底部、顶部以及四周设置有若干用于测距的红外测距仪，分别用测量飞行器与周边物体或者下方地面之间的距离。
红外测距仪利用的是红外线传播时的不扩散原理，因为红外线在穿越其它物质时折射率很小，所以长距离的测距仪都会考虑红外线，而红外线的传播是需要时间的，当红外线从测距仪发出碰到反射物被反射回来被测距仪接受到后，再根据红外线从发出到被接受到的时间及红外线的传播速度来算出飞行器与物体之间的距离。本实用新型中，红外测距仪根据测试方向分别被标定为相应的地址编号。
控制机构包括微处理器、无线通信模块、AD转换电路、速度调节单元以及方向调节单元，无线通信模块与遥控器进行通信，无线通信模块的输出端连接微处理器的输入端，微处理器的输入端还经AD转换电路分别与各红外测距仪的输出端连接，微处理器的输出端分别经速度调节单元以及方向调节单元连接步进电机的受控端。其中，微处理器采用80C51单片机；AD转换电路的电路图如图2所示，主芯片采用AD651；无线通信模块的电路如图3所示，主芯片采用PE68515。
速度调节单元用于根据微处理器发出的速度控制信号向步进电机输出调节指令，包括脉宽调制电路、功率放大电路以及全桥驱动电路，脉宽调制电路的输入端连接微处理器的输出端，脉宽调制电路的输出端依次经功率放大电路和全桥驱动电路连接步进电机的受控端。其中，脉宽调制电路的电路图如图6所示；功率放大电路的电路图如图7所示，主芯片采用TDA1514；全桥驱动电路的电路图如图8所示。
方向调节单元用于根据微处理器发出的方向控制信号向步进电机输出调节指令，包括光耦隔离电路以及DA转换电路，光耦隔离电路的输入端连接微处理器的输出端，光耦隔离电路的输出端经DA转换电路连接步进电机的受控端。其中，光耦隔离电路的电路图如图4所示；DA转换电路的电路图如图5所示，主芯片采用DAC0832。
本实用新型的电气原理如图1所示，其工作原理为：在飞行器飞行过程中，控制机构既可接受遥控器的指令，根据遥控器的指令来控制步进电机动作来完成飞行操作控制；也可以通过红外测距仪测得飞行器距离物体之间的距离，来控制步进电机动作。
具体通过红外测距仪控制的方法为：红外测距仪实时监测飞行器距离周边物体以及地面之间的距离，并经过AD转换电路后传输给微处理器，微处理器中存储有安全飞行器的安全距离，当某一红外测距仪测得飞行器距离该方向对应物体小于安全距离时，那么微处理器便向速度调节单元和方向调节单元分别发出控制信号，速度调节单元和方向调节单元对信号分别进行处理后控制步进电机改变行进速度以及行进方向，避免碰撞、坠落等事故发生，从而保证飞行器的飞行安全，提高其寿命。
Claims (3)
1.一种无线万向比例同步控制的飞行器，包括飞行器本体和遥控器，所述飞行器本体上设置有螺旋桨、驱动螺旋桨动作的步进电机以及控制步进电机动作的控制机构，控制机构和遥控器之间通过无线网络进行数据传输；其特征在于：所述飞行器本体的底部、顶部以及四周设置有若干用于测距的红外测距仪；所述控制机构包括微处理器、无线通信模块、AD转换电路、速度调节单元以及方向调节单元，其中无线通信模块与遥控器进行通信，无线通信模块的输出端连接微处理器的输入端，微处理器的输入端还经AD转换电路分别与各红外测距仪的输出端连接，微处理器的输出端分别经速度调节单元以及方向调节单元连接步进电机的受控端。
2.根据权利要求1所述的无线万向比例同步控制的飞行器，其特征在于：所述速度调节单元包括脉宽调制电路、功率放大电路以及全桥驱动电路，脉宽调制电路的输入端连接微处理器的输出端，脉宽调制电路的输出端依次经功率放大电路和全桥驱动电路连接步进电机的受控端。
3.根据权利要求1所述的无线万向比例同步控制的飞行器，其特征在于：所述方向调节单元包括光耦隔离电路以及DA转换电路，光耦隔离电路的输入端连接微处理器的输出端，光耦隔离电路的输出端经DA转换电路连接步进电机的受控端。
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