RU2261749C2

RU2261749C2 - Radio-controlled dirigible model

Info

Publication number: RU2261749C2
Application number: RU2003127987/11A
Authority: RU
Inventors: В.И. Утенков (RU); В.И. Утенков
Original assignee: Утенков Виктор Иванович
Priority date: 2003-09-18
Filing date: 2003-09-18
Publication date: 2005-10-10
Also published as: RU2003127987A

Abstract

FIELD: automatically controlled toy vehicles such as dirigible models.

SUBSTANCE: model has frame 1 assembled from plastic perforated angular members, enclosure 2 of low gas-permeability material adapted to be filled with helium through valve 3 and secured on angled members of frame 1 and plastic carcass 4 embraced with enclosure 2 and covered with diagonal tension members 5. Fans 6 are located in nose, stern and middle parts of frame 1 on sides. Electric engine and impeller of each fan are axially positioned in plastic protective case. Model is also equipped with direct current source 7, control unit 8 with transmitter for individual switching on and off of fans 6, small-sized television camera 9 located in mid portion of nose of carcass 4, antenna 10, balancing weights 11 of lead plates, and remote control key panel 1 provided with LCD screen.

EFFECT: increased maneuverability.

2 cl, 2 dwg

Description

Радиоуправляемая модель дирижабля относится к летающим моделям дирижабля с дистанционным управлением.The radio-controlled model of the airship refers to flying models of the airship with remote control.

В качестве аналога изобретения необходимо назвать изобретение US 6520824, 18.02.2003. В носовой части гондолы летающей модели воздушного шара фиксируют тандемные реверсные электродвигатели, а в ее хвостовой части фиксируют третий, вертикально ориентируемый электродвигатель. На роторах каждого из них закреплены пропеллеры. Совместным вращением левого и правого пропеллеров управляют полетом модели вперед-назад и влево-вправо. Толкающий вверх электродвигатель расположен на продольной линии гондолы под некоторым углом к ней и обращен вниз. Его пропеллер окружает защитный корпус. Летающая модель имеет, по крайней мере, один карман для балласта, необходимого для контроля ее плавучести. В другом исполнении под гондолой помещен электродвигатель, соединенный с червяком, разматывающим или наматывающим нить на катушку.As an analogue of the invention, it is necessary to name the invention US 6520824, 02/18/2003. In the bow of the nacelle of the flying balloon model, tandem reverse electric motors are fixed, and in its tail part a third, vertically oriented electric motor is fixed. Propellers are fixed on the rotors of each of them. The combined rotation of the left and right propellers control the flight of the model back and forth and left-right. The electric motor pushing up is located on the longitudinal line of the nacelle at an angle to it and is facing down. Its propeller surrounds the protective housing. The flying model has at least one pocket for the ballast necessary to control its buoyancy. In another embodiment, an electric motor is placed under the nacelle, connected to a worm that unwinds or wraps a thread on a spool.

Электродвигатели питает обычная батарейка АА на 1,5 вольт или перезаряжаемая батарейка на 1,2 вольт. Размер батарейки можно менять, но необходимо учитывать ее вес.Electric motors are powered by a regular 1.5 volt AA battery or a 1.2 volt rechargeable battery. The size of the battery can be changed, but its weight must be taken into account.

Сверху гондолы установлена ось, соединяющая гондолу и воздушный шар. В горловине воздушного шара из латекса помещена шайба, расположенная над осью. Воздушный шар заполнен гелием через клапан, заткнутый каучуковой пробкой. Тройник, соединяющий ось и клапан, крепят к шайбе.An axis connecting the nacelle and the balloon is mounted on top of the gondola. A washer located above the axis is placed in the neck of the latex balloon. The balloon is filled with helium through a valve plugged with a rubber stopper. The tee connecting the axis and valve is attached to the washer.

Благодаря подшипнику на оси воздушный шар может поворачиваться относительно гондолы. Именно это вращение позволяет менять угловую ориентацию гондолы относительно горизонта.Thanks to the bearing on the axis, the balloon can rotate relative to the nacelle. It is this rotation that allows you to change the angular orientation of the nacelle relative to the horizon.

Модель имеет пульт дистанционного управления (ПДУ) на основе инфракрасного излучения. ПДУ оснащен джойстиком, при отклонениях которого вперед-назад и влево-вправо модель движется в тех же направлениях. Сверху ПДУ расположен светодиод, а спереди инфракрасный излучатель. С помощью колеса потенциометра управляют скоростью вращения толкающего вверх электродвигателя. Встроенный микропроцессор кодирует отклонения джойстика и колеса потенциометра в электронные сигналы, поступающие на вход инфракрасного излучателя. В качестве источника питания ПДУ используют батарею на 9 вольт.The model has a remote control (remote control) based on infrared radiation. The remote control is equipped with a joystick, with deviations of which back and forth and left-right the model moves in the same directions. There is an LED on top of the remote control, and an infrared emitter in front. Using the wheel of the potentiometer control the speed of rotation of the pushing up electric motor. The built-in microprocessor encodes the deviations of the joystick and potentiometer wheel into electronic signals fed to the input of the infrared emitter. The remote control uses a 9 volt battery as a power source.

Модель оснащена соответствующим оборудованием для ответного реагирования на сигналы ПДУ. Принимающий модуль преобразует инфракрасное излучение обратно в кодированные электронные сигналы. Второй микропроцессор декодирует эти сигналы и выдает команды электродвигателям.The model is equipped with appropriate equipment for responding to remote control signals. The receiving module converts infrared radiation back into coded electronic signals. The second microprocessor decodes these signals and issues commands to the electric motors.

В дополнение модель оснащена переключателем отключения или включения питания для продления срока службы батарейки. Можно также установить светодиод, загорающийся при включении питания.In addition, the model is equipped with a power-off or power-off switch to extend battery life. You can also set the LED to light when the power is turned on.

Для управления моделью могут быть применены другие сигнальные системы, использующие ультразвуковые сигналы, радиосигналы, ультрафиолетовые сигналы или любой другой тип сигнала. В другом варианте управляющие сигналы посылаются как электрические импульсы через провод, к которому привязана модель.Other signaling systems using ultrasonic signals, radio signals, ultraviolet signals, or any other type of signal can be used to control the model. In another embodiment, the control signals are sent as electrical pulses through the wire to which the model is attached.

Кроме того, воздушный шар может иметь форму дирижабля с гондолой.In addition, the balloon may take the form of an airship with a gondola.

Существенным признаком заявляемого изобретения, совпадающим с признаком аналога, является наличие связи между блоком управления раздельным включением или выключением электродвигателей вентиляторов и клавишным ПДУ, оснащенным LCD-экраном.An essential feature of the claimed invention, which coincides with the analogue, is the connection between the control unit for separately turning on or off the fan motors and a key remote control equipped with an LCD screen.

Среди причин, препятствующих получению технического результата аналога, можно назвать следующие: во-первых, отсутствие жесткой связи между воздушным шаром и гондолой приведет к маятниковому колебанию последней, что затруднит управление дирижаблем.Among the reasons that impede the technical result of the analogue can be called the following: firstly, the absence of a rigid connection between the balloon and the gondola will lead to the pendulum oscillation of the latter, which makes it difficult to control the airship.

Во-вторых, по этой же причине воздушный шар частично будет гасить создаваемую каждым пропеллером тягу, что замедлит реакцию модели на управляющие команды ПДУ.Secondly, for the same reason, the balloon will partially extinguish the thrust created by each propeller, which will slow down the reaction of the model to the control commands of the remote control.

В-третьих, применение электродвигателя с реверсом ротора приведет к тому, что лопасти пропеллера необходимо повернуть под углом 45 градусов к плоскости его вращения, что существенно снижает КПД пропеллера из-за невозможности создания оптимального профиля лопасти. Это приведет к снижению скорости полета модели и повышению уровня шума создаваемого пропеллером воздушного потока.Thirdly, the use of an electric motor with a rotor reverse will cause the propeller blades to be rotated at an angle of 45 degrees to the plane of its rotation, which significantly reduces the efficiency of the propeller due to the impossibility of creating the optimal blade profile. This will lead to a decrease in the flight speed of the model and an increase in the noise level created by the air flow propeller.

В-четвертых, применение одного электродвигателя, толкающего модель вверх, не достаточно для быстрого набора высоты из-за ограничения притока воздуха со стороны шара и сопротивления самого шара встречному потоку воздуха. Снижение высоты модели только под действием собственного веса также снижает привлекательность процесса игры.Fourth, the use of a single electric motor pushing the model up is not enough to quickly climb due to the restriction of air flow from the side of the ball and the resistance of the ball to the oncoming air flow. Reducing the height of the model only under the influence of its own weight also reduces the attractiveness of the game process.

Достигаемым техническим результатом изобретения является увеличение скорости и маневренности модели, снижение веса и требований к точности сборки, а также применение ее в качестве мобильной телекамеры.Achievable technical result of the invention is to increase the speed and maneuverability of the model, reducing weight and accuracy requirements for assembly, as well as its use as a mobile camera.

На фиг.1 представлен вид спереди модели. Раму 1 собирают из пластиковых перфорированных уголков (профилей L-образного сечения) с помощью пластиковых винтов и гаек. На уголках рамы 1 закрепляют внахлест оболочку 2 из материала с низкой газопроницаемостью, наполняемую гелием через клапан 3. Оболочка 2 охватывает каркас 4, собираемый из таких же уголков, на которых ее закрепляют внахлест. Для сохранения заданной формы оболочки 2 ее и каркас 4 обтягивают диагональными расчалками 5.Figure 1 presents a front view of the model. Frame 1 is assembled from plastic perforated corners (L-shaped profiles) using plastic screws and nuts. At the corners of the frame 1, an overlap of a shell 2 of a material with low gas permeability, filled with helium through a valve 3, is fixed. Shell 2 covers a frame 4 assembled from the same corners on which it is lapped. To maintain the given shape of the shell 2, it and the frame 4 are fitted with diagonal braces 5.

На фиг.2 представлен вид сверху модели. В носовой, средней и хвостовой частях рамы 1 крепят восемь вентиляторов 6. Электродвигатель и крыльчатка каждого вентилятора установлены соосно в пластиковом защитном корпусе. Векторы тяги одной пары вентиляторов направлены против векторов тяги другой пары вентиляторов соответственно в горизонтальной и вертикальной плоскостях.Figure 2 presents a top view of the model. In the nose, middle and tail parts of the frame 1, eight fans are mounted 6. The electric motor and the impeller of each fan are mounted coaxially in a plastic protective case. The traction vectors of one pair of fans are directed against the traction vectors of another pair of fans, respectively, in the horizontal and vertical planes.

В качестве источника питания 7 модели используют аккумуляторную батарею или несколько батареек типа АА, закрепляемых в центре рамы 1 вместе с радиопередатчиком и блоком управления 8 для раздельного включения или выключения электродвигателей вентиляторов 6.As a power source 7 models use a rechargeable battery or several AA batteries, fixed in the center of the frame 1 together with the radio transmitter and control unit 8 for separately turning on or off the fan motors 6.

Моделью управляют с помощью ПДУ, раздельно включая или выключая электродвигатели вентиляторов 6 нажатием клавиш большими пальцами обеих рук. Он оснащен LCD-экраном, воспроизводящим предметы перед миниатюрной телекамерой 9, подключенной к антенне 10, закрепляемые соответственно в середине носовой части каркаса 4 и рамы 1. В ПДУ применена радиосигнальная система, а его источником питания служит аккумуляторная батарея.The model is controlled using the remote control, separately turning on or off the fan motors 6 by pressing the keys with the thumbs of both hands. It is equipped with an LCD screen that reproduces objects in front of a miniature camera 9 connected to the antenna 10, mounted respectively in the middle of the nose of the frame 4 and frame 1. The remote control uses a radio signal system, and its battery is a battery.

Кроме того, ПДУ можно заменить ноутбуком. К нему подключают джойстик и радиопередатчик с антенной. Использование ноутбука позволит вводить программу полета модели.In addition, the remote control can be replaced with a laptop. A joystick and a radio transmitter with an antenna are connected to it. Using a laptop will allow you to enter a model flight program.

Сигнал от антенны 10 может принимать передвижная телевизионная станция, передающая изображение с телекамеры 9 во время трансляции игровых видов спорта (например, футбола), концертов, рекламных акций и других мероприятий, а также охранный комплекс видеонаблюдения.The signal from the antenna 10 can be received by a mobile television station transmitting an image from a television camera 9 during the broadcasting of game sports (for example, football), concerts, promotions and other events, as well as a security video surveillance system.

С помощью грузов 11 из свинцовых пластин, закрепляемых в углах рамы 1, производят балансировку модели для контроля ее плавучести, чтобы в случае потери управления модель сама смогла бы приземлиться под действием собственного веса.Using loads 11 of lead plates fixed in the corners of frame 1, the model is balanced to control its buoyancy, so that in case of loss of control the model itself could land under its own weight.

Предложенная компоновка вентиляторов 6 позволяет легко управлять моделью: разгон и поддержание заданной скорости осуществляют с помощью пары хвостовых вентиляторов, а торможение и остановку модели осуществляют с помощью пары носовых вентиляторов. Разворот модели осуществляют благодаря снижению тяги одного из хвостовых вентиляторов, а при необходимости - кратковременным включением носового вентилятора, расположенного относительно продольной осевой линии модели с той же стороны, что и хвостовой вентилятор, тягу которого снижают. Аналогичным образом осуществляют набор и снижение высоты полета модели. Отличие состоит лишь в том, что расположенные в средней части рамы 1 вентиляторы 6 включают парами крест-накрест, чтобы исключить вращение модели вокруг поперечной осевой линии. Кроме того, крыльчатки каждой пары вентиляторов 6 вращаются в противоположные стороны, что позволяет исключить возникновение реактивного вращательного момента, передаваемого на модель (в вертолете для компенсации этого момента, создаваемого вращением несущего винта, используют рулевой винт, устанавливаемый на конце хвостовой балки).The proposed arrangement of fans 6 makes it easy to control the model: acceleration and maintenance of a given speed is carried out using a pair of tail fans, and braking and stopping of the model is carried out using a pair of nose fans. The model is rotated by reducing the draft of one of the tail fans, and, if necessary, by briefly turning on the nose fan located relative to the longitudinal center line of the model on the same side as the tail fan, the draft of which is reduced. Similarly carry out the set and lowering the flight altitude of the model. The only difference is that the fans 6 located in the middle of the frame 1 are turned on in pairs crosswise to prevent the model from rotating around a transverse center line. In addition, the impellers of each pair of fans 6 rotate in opposite directions, which eliminates the occurrence of reactive torque transmitted to the model (in the helicopter, to compensate for this moment created by the rotation of the rotor, a tail rotor mounted on the end of the tail boom is used).

Увеличение количества вентиляторов 6 компенсируется уменьшением количества собираемых деталей модели, снижая тем самым вес и требования к точности ее сборки. Производимые в настоящее время миниатюрные электродвигатели, которые можно установить в вентиляторах 6, имеют вес до 20 граммов. Используемая в качестве источника питания 7 аккумуляторная батарея может иметь вес до нескольких сот грамм. Использование же вместо нее нескольких батареек типа АА может уменьшить вес источника питания 7 - самого тяжелого элемента конструкции модели, определяющего объем оболочки 2.The increase in the number of fans 6 is compensated by a decrease in the number of assembled model parts, thereby reducing the weight and accuracy requirements for its assembly. Currently produced miniature electric motors, which can be installed in fans 6, have a weight of up to 20 grams. The battery used as the power source 7 can have a weight of up to several hundred grams. The use of several AA batteries instead can reduce the weight of the power source 7, the heaviest model structural element that determines the volume of the shell 2.

Claims

1. A radio-controlled model of an airship containing a frame and a skeleton, a shell of material with low gas permeability, filled with helium through a valve, fans, an electric motor and an impeller of each of which are installed coaxially in a plastic protective case, a DC source, a control unit with a radio transmitter for separate switching on / turning off each of the electric motors from the keyboard remote control and the antenna, characterized in that it is equipped with diagonal braces to maintain shape, covering The frame and shell, balancing weights from lead plates fixed in the corners of the frame, and the camera, the frame and frame are made of perforated plastic corners, eight fans are installed in the nose, middle and tail parts of the frame, while the camera is installed in the middle of the nose of the frame, the shell covering the frame is overlapped at the corners of the frame and frame, and the key remote control of the control unit is equipped with an LCD screen that allows you to play objects in front of the camera.

2. The radio-controlled model of the airship according to claim 1, characterized in that the remote control is configured to connect a laptop.