CN218839770U - 一种用于航空自动驾驶中倾角和加速度过大报警装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于航空自动驾驶中倾角和加速度过大报警装置，所述报警装置包括依次相连接的信号转换电路、信号接收计算电路、驱动电路和报警电路；所述报警装置连接有传感器，所述传感器包括双轴倾斜/俯仰传感器和加速度传感器。本实用新型的报警装置，当航空器自动驾驶中倾角或加速度过大时，报警装置将测到的信号以红色灯光和滴滴喇叭音的方式提醒驾驶人员人工参与驾驶，防止出现危险情况。本报警装置不仅可以在航空自动飞行方面有着很好的利用价值，而且可以扩展到火车或者轮船以及其它的自动驾驶领域，具有宽广的市场和经济价值；结构简易、合理，制作成本低。

Description

一种用于航空自动驾驶中倾角和加速度过大报警装置

技术领域

本实用新型涉及检测电路技术领域，尤其涉及一种用于航空自动驾驶中倾角和加速度过大报警装置。

背景技术

飞机在自动飞行的过程中，由于气流或机械故障的原因，会引起飞机突然改变航向或高度，如果此时飞行员没有能够及时发现，将会给飞行带来极大的安全隐患，给驾驶员和乘客又增添了一份危险。因此，在航空自动驾驶中，航空器倾角或加速度过大需要及时提醒，防止出现危险情况。

实用新型内容

针对上述的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种用于航空自动驾驶中倾角和加速度过大报警装置，当航空器自动驾驶中倾角或加速度过大时，报警装置将测到的信号以红色灯光和滴滴喇叭音的方式提醒驾驶人员人工参与驾驶，防止出现危险情况，保证驾驶员以及乘客的安全；应用范围广，还可以应用至火车或者轮船以及其它的自动驾驶领域，结构简易、合理，制作成本低。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种用于航空自动驾驶中倾角和加速度过大报警装置，所述报警装置包括依次相连接的信号转换电路、信号接收计算电路、驱动电路和报警电路；所述报警装置连接有传感器，所述传感器包括双轴倾斜/俯仰传感器和加速度传感器。

优选的，所述信号转换电路包括芯片U1和芯片U2；

芯片U1的7脚连接双轴倾斜/俯仰传感器1的3脚，芯片U1的6脚连接双轴倾斜/俯仰传感器1的2脚，芯片U2的7脚连接加速度传感器2的3脚，芯片U3的6脚连接加速度传感器2的2脚；

芯片U1和芯片U2的1至4脚均连接信号接收计算电路。

进一步地，芯片U1的7脚和芯片U1的6脚之间连接有电阻R1；芯片U2的7脚和芯片U2的6脚之间连接有电阻R2。

进一步地，芯片U1和芯片U2的型号均为MAX485；电阻R1、电阻R2均为120欧姆的电阻。

进一步地，所述信号接收计算电路包括芯片U3、芯片U4、晶振Y1、晶振Y2、信号灯LED1和信号灯LED2；

芯片U3的10脚连接芯片U1的2脚和3脚，芯片U3的42脚连接芯片U1的1脚，芯片U3的43脚连接芯片U1的4脚；

芯片U3的4脚经电阻R3接地，芯片U3的4脚还经电容C1连接电源VCC；

芯片U3的14脚连接电容C4的一端，电容C4的另一端接地，芯片U3的15脚连接电容C3的一端，电容C3的另一端接地，芯片U3的14脚与芯片U3的15脚直接连接有晶振Y1；

芯片U3的13脚连接信号灯LED1的2脚，信号灯LED1的1脚经电阻R4连接电源VCC；

芯片U3的16脚接地，芯片U3的38脚连接+5V电源；

芯片U4的10脚连接芯片U2的2脚和3脚，芯片U4的42脚连接芯片U2的1脚，芯片U4的43脚连接芯片U2的4脚；

芯片U4的4脚经电阻R5接地，芯片U4的4脚还经电容C2连接电源VCC；

芯片U4的14脚连接电容C6的一端，电容C6的另一端接地，芯片U4的15脚连接电容C5的一端，电容C5的另一端接地，芯片U4的14脚与芯片U4的15脚直接连接有晶振Y2；

芯片U4的13脚连接信号灯LED2的2脚，信号灯LED2的1脚经电阻R6连接电源VCC；

芯片U4的16脚接地，芯片U4的38脚连接+5V电源。

进一步地，芯片U3、芯片U4的型号均为STC12C5A60S2；电阻R3、电阻R5均为5.1K电阻，电阻R4、电阻R6均为1.5K电阻，电容C1和电容C2均为4.7UF电解电容，电容C3、电容C4、电容C5、电容C6均为47PF独石电容，晶振Y1、晶振Y2均为11.0592MHz，信号灯LED1、信号灯LED2为发光二极管。

进一步地，所述驱动电路包括NPN型三极管Q1、NPN型三极管Q2、电阻R7、电阻R8、继电器J1、继电器J2、二极管D1和二极管D2；

NPN型三极管Q1的B脚经电阻R7连接芯片U3的32脚；

NPN型三极管Q1的C脚分别连接继电器J1的8脚、二极管D1的一端，二极管D1的另一端分别连接继电器J1的7脚、5脚、2脚和+5V电源；继电器J1的1脚和4脚均连接报警电路；

NPN型三极管Q1的E脚连接报警电路，NPN型三极管Q1的E脚还接地；

NPN型三极管Q2的B脚经电阻R8连接芯片U4的32脚；

NPN型三极管Q2的C脚分别连接继电器J2的8脚、二极管D2的一端，二极管D2的另一端分别连接继电器J2的7脚、5脚、2脚和+5V电源；继电器J2的1脚和4脚均连接报警电路；

NPN型三极管Q2的E脚连接报警电路，NPN型三极管Q2的E脚还接地。

进一步地，NPN型三极管Q1、NPN型三极管Q2的型号均为1N4007，电阻R7、电阻R8均为1K电阻，继电器J1、继电器J2均为5V八脚继电器。

进一步地，所述报警电路包括报警灯DS1、报警灯DS2、报警喇叭MK1、报警喇叭MK2；

报警灯DS1的一端连接NPN型三极管Q1的E脚，报警灯DS1的另一端连接继电器J1的4脚；报警喇叭MK1的一端连接NPN型三极管Q1的E脚，报警喇叭MK1的另一端连接继电器J1的1脚；

报警灯DS2的一端连接NPN型三极管Q2的E脚，报警灯DS2的另一端连接继电器J2的4脚；报警喇叭MK2的一端连接NPN型三极管Q2的E脚，报警喇叭MK2的另一端连接继电器J2的1脚。

进一步地，报警灯DS1、报警灯DS2均为供电5V高亮度信号灯；报警喇叭MK1、报警喇叭MK2均为供电5V喇叭。

本实用新型提供一种用于航空自动驾驶中倾角和加速度过大报警装置，当航空器自动驾驶中倾角或加速度过大时，报警装置将测到的信号以红色灯光和滴滴喇叭音的方式提醒驾驶人员人工参与驾驶，防止出现危险情况。本报警装置不仅可以在航空自动飞行方面有着很好的利用价值，而且可以扩展到火车或者轮船以及其它的自动驾驶领域，具有宽广的市场和经济价值；结构简易、合理，制作成本低。

附图说明

图1是本实用新型用于航空自动驾驶中倾角和加速度过大报警装置电路的结构框图；

图2是本实用新型用于航空自动驾驶中倾角和加速度过大报警装置电路原理图；

图中：

1-双轴倾斜/俯仰传感器，2-加速度传感器，3-报警装置，4-信号转换电路，5-信号接收解算电路，6-驱动电路，7-报警电路。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参见图1，本实用新型提供一种用于航空自动驾驶中倾角和加速度过大报警装置，所述报警装置3连接有传感器，所述传感器包括双轴倾斜/俯仰传感器1和加速度传感器2。

所述报警装置3包括依次相连接的信号转换电路4、信号接收计算电路5、驱动电路6和报警电路7。

具体的，参见图2，所述信号转换电路4包括芯片U1、芯片U2、电阻R1和电阻R2。

芯片U1的7脚连接双轴倾斜/俯仰传感器1的3脚，芯片U1的6脚连接双轴倾斜/俯仰传感器1的2脚，芯片U1的7脚和芯片U1的6脚之间连接有电阻R1。

芯片U2的7脚连接加速度传感器2的3脚，芯片U3的6脚连接加速度传感器2的2脚，芯片U2的7脚和芯片U2的6脚之间连接有电阻R2。

双轴倾斜/俯仰传感器1和加速度传感器2的1脚均连接电源VCC；双轴倾斜/俯仰传感器1和加速度传感器2的4脚均接地。

芯片U1和芯片U2的8脚均连接+5V电源，芯片U1和芯片U2的5脚均接地。

芯片U1和芯片U2的1至4脚均连接信号接收计算电路5。

芯片U1和芯片U2均采用市售方式取得，型号为MAX485；电阻R1、电阻R2均为120欧姆的电阻。

所述信号接收计算电路5包括芯片U3、芯片U4、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、晶振Y1、晶振Y2、信号灯LED1和信号灯LED2。

芯片U3的10脚、42脚和43脚均连接信号转换电路4。具体的，芯片U3的10脚连接芯片U1的2脚和3脚，芯片U3的42脚连接芯片U1的1脚，芯片U3的43脚连接芯片U1的4脚。

芯片U3的4脚经电阻R3接地，芯片U3的4脚还经电容C1连接电源VCC。

芯片U3的14脚连接电容C4的一端，电容C4的另一端接地，芯片U3的15脚连接电容C3的一端，电容C3的另一端接地，芯片U3的14脚与芯片U3的15脚直接连接有晶振Y1。

芯片U3的13脚连接信号灯LED1的2脚，信号灯LED1的1脚经电阻R4连接电源VCC。

芯片U3的16脚接地，芯片U3的38脚连接+5V电源，芯片U3的32脚连接驱动电路6。

芯片U4的10脚、42脚和43脚均连接信号转换电路4。具体的，芯片U4的10脚连接芯片U2的2脚和3脚，芯片U4的42脚连接芯片U2的1脚，芯片U4的43脚连接芯片U2的4脚。

芯片U4的4脚经电阻R5接地，芯片U4的4脚还经电容C2连接电源VCC。

芯片U4的14脚连接电容C6的一端，电容C6的另一端接地，芯片U4的15脚连接电容C5的一端，电容C5的另一端接地，芯片U4的14脚与芯片U4的15脚直接连接有晶振Y2。

芯片U4的13脚连接信号灯LED2的2脚，信号灯LED2的1脚经电阻R6连接电源VCC。

芯片U4的16脚接地，芯片U4的38脚连接+5V电源，芯片U4的32脚连接驱动电路6。

芯片U3、芯片U4均采用市售方式取得，型号为STC12C5A60S2；电阻R3、电阻R5均为5.1K电阻，电阻R4、电阻R6均为1.5K电阻，电容C1和电容C2均为4.7UF电解电容，电容C3、电容C4、电容C5、电容C6均为47PF独石电容，晶振Y1、晶振Y2均为11.0592MHz，信号灯LED1、信号灯LED2为发光二极管。

所述驱动电路6包括NPN型三极管Q1、NPN型三极管Q2、电阻R7、电阻R8、继电器J1、继电器J2、二极管D1和二极管D2。

NPN型三极管Q1的B脚连接信号接收计算电路5。具体的，NPN型三极管Q1的B脚经电阻R7连接芯片U3的32脚。

NPN型三极管Q1的C脚分别连接继电器J1的8脚、二极管D1的一端，二极管D1的另一端分别连接继电器J1的7脚、5脚、2脚和+5V电源；继电器J1的1脚和4脚均连接报警电路7。

NPN型三极管Q1的E脚连接报警电路7，NPN型三极管Q1的E脚还接地。

NPN型三极管Q2的B脚连接信号接收计算电路5。具体的，NPN型三极管Q2的B脚经电阻R8连接芯片U4的32脚。

NPN型三极管Q2的C脚分别连接继电器J2的8脚、二极管D2的一端，二极管D2的另一端分别连接继电器J2的7脚、5脚、2脚和+5V电源；继电器J2的1脚和4脚均连接报警电路7。

NPN型三极管Q2的E脚连接报警电路7，NPN型三极管Q2的E脚还接地。

NPN型三极管Q1、NPN型三极管Q2均采用市售方式取得，型号为1N4007，电阻R7、电阻R8均为1K电阻，继电器J1、继电器J2均为5V八脚继电器。

所述报警电路7包括报警灯DS1、报警灯DS2、报警喇叭MK1、报警喇叭MK2。

报警灯DS1和报警喇叭MK1均连接驱动电路6。具体的，报警灯DS1的一端连接NPN型三极管Q1的E脚，报警灯DS1的另一端连接继电器J1的4脚；报警喇叭MK1的一端连接NPN型三极管Q1的E脚，报警喇叭MK1的另一端连接继电器J1的1脚。

报警灯DS2和报警喇叭MK2均连接驱动电路6。具体的，报警灯DS2的一端连接NPN型三极管Q2的E脚，报警灯DS2的另一端连接继电器J2的4脚；报警喇叭MK2的一端连接NPN型三极管Q2的E脚，报警喇叭MK2的另一端连接继电器J2的1脚。

报警灯DS1、报警灯DS2均为供电5V高亮度信号灯；报警喇叭MK1、报警喇叭MK2均为供电5V喇叭。

本实用新型中，信号转换电路4的芯片1和芯片U2的6脚和7号之间均连接一个120欧姆的匹配电阻，分别为电阻R1、电阻R2，这样得出的485输入信号会更稳定；信号接收计算电路5中都包含一个信号灯，即信号灯LED1和信号灯LED2，当收到传感器485信号时，对应的信号灯亮。

工作原理：

第一种状态是：

双轴倾斜/俯仰传感器1的3脚连接信号转换电路4中芯片U1的7脚，双轴倾斜/俯仰传感器1的2脚连接信号转换电路4中芯片U1的6脚，信号转换电路4中芯片U1的1脚连接信号接收计算电路5中芯片U3的42脚，信号转换电路4中的芯片U1的4脚连接信号接收计算电路5中芯片U3的43脚，信号接收计算电路5中芯片U3的32脚连接驱动电路6中的电阻R7，报警电路DS1的一端连接驱动电路6中继电器J1的4脚，报警电路DS1的另一端接地，报警电路MK1的一端连接驱动电路6中继电器J1的1脚，报警电路MK1的另一端接地。

双轴倾斜/俯仰传感器正常工作2脚和3脚分别输出485A和485B信号，485A和485B信号分别到芯片U1的6脚和7脚，芯片U1的1脚和4脚输出单片机能够识别的TTL信号到芯片U3的42和43脚，芯片U3根据输入的信号进行解算，如果倾斜或俯仰角度在设置范围之内，则芯片U3的32脚输出低电平，驱动电路不工作，如果倾斜或俯仰角度超出设置值，则芯片U3的32脚输出高电平，驱动电路6中NPN型三极管Q1工作，继电器J1电源导通，继电器J1的触点第一组4、5和触点第二组1、2吸合，报警灯DS1和报警喇叭MK1工作。

第二种状态是：

加速度传感器2的3脚连接信号转换电路中芯片U2的7脚，加速度传感器2的2脚连接信号转换电路4中芯片U2的6脚，信号转换电路4中芯片U2的1脚连接信号接收计算电路4中芯片U4的42脚，信号转换电路4中芯片U2的4脚连接信号接收计算电路4中芯片U4的43脚，信号接收计算电路4中芯片U4的32脚连接驱动电路6的电阻R8，报警电路DS2的一端连接驱动电路6中继电器J2的4脚，报警电路DS2的另一端接地，报警电路MK2的一端连接驱动电路6中继电器J2的1脚，报警电路MK2的另一端接地。

加速度传感器2正常工作2脚和3脚分别输出485A和485B信号，485A和485B信号分别到信号转换电路4中芯片U2的6脚和7脚，芯片U2的1脚和4脚输出芯片U4能够识别的TTL信号到芯片U4的42和43脚，芯片U4根据输入的信号进行解算，如果加速度在设置范围之内，则芯片U4的32脚输出低电平，驱动电路不工作，如果加速度超出设置值，则芯片U4的32脚输出高电平，驱动电路中NPN型三极管Q2工作，继电器J2电源导通，继电器J2的触点第一组4、5和触点第二组1、2吸合，报警灯DS2和报警喇叭MK2工作。

本实用新型提供一种用于航空自动驾驶中倾角和加速度过大报警装置，当航空器自动驾驶中倾角或加速度过大时，报警装置将测到的信号以红色灯光和滴滴喇叭音的方式提醒驾驶人员人工参与驾驶，防止出现危险情况。本报警装置不仅可以在航空自动飞行方面有着很好的利用价值，而且可以扩展到火车或者轮船以及其它的自动驾驶领域，具有宽广的市场和经济价值；结构简易、合理，制作成本低。

当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于航空自动驾驶中倾角和加速度过大报警装置，其特征在于，所述报警装置(3)包括依次相连接的信号转换电路(4)、信号接收计算电路(5)、驱动电路(6)和报警电路(7)；所述报警装置(3)连接有传感器，所述传感器包括双轴倾斜/俯仰传感器(1)和加速度传感器(2)。

2.根据权利要求1所述的一种用于航空自动驾驶中倾角和加速度过大报警装置，其特征在于，所述信号转换电路(4)包括芯片U1和芯片U2；

芯片U1的7脚连接双轴倾斜/俯仰传感器(1)的3脚，芯片U1的6脚连接双轴倾斜/俯仰传感器(1)的2脚，芯片U2的7脚连接加速度传感器(2)的3脚，芯片U3的6脚连接加速度传感器(2)的2脚；

芯片U1和芯片U2的1至4脚均连接信号接收计算电路(5)。

3.根据权利要求2所述的一种用于航空自动驾驶中倾角和加速度过大报警装置，其特征在于，芯片U1的7脚和芯片U1的6脚之间连接有电阻R1；芯片U2的7脚和芯片U2的6脚之间连接有电阻R2。

4.根据权利要求3所述的一种用于航空自动驾驶中倾角和加速度过大报警装置，其特征在于，芯片U1和芯片U2的型号均为MAX485；电阻R1、电阻R2均为120欧姆的电阻。

5.根据权利要求1所述的一种用于航空自动驾驶中倾角和加速度过大报警装置，其特征在于，所述信号接收计算电路(5)包括芯片U3、芯片U4、晶振Y1、晶振Y2、信号灯LED1和信号灯LED2；

芯片U3的10脚连接芯片U1的2脚和3脚，芯片U3的42脚连接芯片U1的1脚，芯片U3的43脚连接芯片U1的4脚；

芯片U3的4脚经电阻R3接地，芯片U3的4脚还经电容C1连接电源VCC；

芯片U3的14脚连接电容C4的一端，电容C4的另一端接地，芯片U3的15脚连接电容C3的一端，电容C3的另一端接地，芯片U3的14脚与芯片U3的15脚直接连接有晶振Y1；

芯片U3的13脚连接信号灯LED1的2脚，信号灯LED1的1脚经电阻R4连接电源VCC；

芯片U3的16脚接地，芯片U3的38脚连接+5V电源；

芯片U4的10脚连接芯片U2的2脚和3脚，芯片U4的42脚连接芯片U2的1脚，芯片U4的43脚连接芯片U2的4脚；

芯片U4的4脚经电阻R5接地，芯片U4的4脚还经电容C2连接电源VCC；

芯片U4的14脚连接电容C6的一端，电容C6的另一端接地，芯片U4的15脚连接电容C5的一端，电容C5的另一端接地，芯片U4的14脚与芯片U4的15脚直接连接有晶振Y2；

芯片U4的13脚连接信号灯LED2的2脚，信号灯LED2的1脚经电阻R6连接电源VCC；

芯片U4的16脚接地，芯片U4的38脚连接+5V电源。

6.根据权利要求5所述的一种用于航空自动驾驶中倾角和加速度过大报警装置，其特征在于，芯片U3、芯片U4的型号均为STC12C5A60S2；电阻R3、电阻R5均为5.1K电阻，电阻R4、电阻R6均为1.5K电阻，电容C1和电容C2均为4.7UF电解电容，电容C3、电容C4、电容C5、电容C6均为47PF独石电容，晶振Y1、晶振Y2均为11.0592MHz，信号灯LED1、信号灯LED2为发光二极管。

7.根据权利要求1所述的一种用于航空自动驾驶中倾角和加速度过大报警装置，其特征在于，所述驱动电路(6)包括NPN型三极管Q1、NPN型三极管Q2、电阻R7、电阻R8、继电器J1、继电器J2、二极管D1和二极管D2；

NPN型三极管Q1的B脚经电阻R7连接芯片U3的32脚；

NPN型三极管Q1的C脚分别连接继电器J1的8脚、二极管D1的一端，二极管D1的另一端分别连接继电器J1的7脚、5脚、2脚和+5V电源；继电器J1的1脚和4脚均连接报警电路(7)；

NPN型三极管Q1的E脚连接报警电路(7)，NPN型三极管Q1的E脚还接地；

NPN型三极管Q2的B脚经电阻R8连接芯片U4的32脚；

NPN型三极管Q2的C脚分别连接继电器J2的8脚、二极管D2的一端，二极管D2的另一端分别连接继电器J2的7脚、5脚、2脚和+5V电源；继电器J2的1脚和4脚均连接报警电路(7)；

NPN型三极管Q2的E脚连接报警电路(7)，NPN型三极管Q2的E脚还接地。

8.根据权利要求7所述的一种用于航空自动驾驶中倾角和加速度过大报警装置，其特征在于，NPN型三极管Q1、NPN型三极管Q2的型号均为1N4007，电阻R7、电阻R8均为1K电阻，继电器J1、继电器J2均为5V八脚继电器。

9.根据权利要求1所述的一种用于航空自动驾驶中倾角和加速度过大报警装置，其特征在于，所述报警电路(7)包括报警灯DS1、报警灯DS2、报警喇叭MK1、报警喇叭MK2；

报警灯DS1的一端连接NPN型三极管Q1的E脚，报警灯DS1的另一端连接继电器J1的4脚；报警喇叭MK1的一端连接NPN型三极管Q1的E脚，报警喇叭MK1的另一端连接继电器J1的1脚；

报警灯DS2的一端连接NPN型三极管Q2的E脚，报警灯DS2的另一端连接继电器J2的4脚；报警喇叭MK2的一端连接NPN型三极管Q2的E脚，报警喇叭MK2的另一端连接继电器J2的1脚。

10.根据权利要求9所述的一种用于航空自动驾驶中倾角和加速度过大报警装置，其特征在于，报警灯DS1、报警灯DS2均为供电5V高亮度信号灯；报警喇叭MK1、报警喇叭MK2均为供电5V喇叭。

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