一種水空兩棲無(wú)人機(jī)調(diào)姿配重控制系統(tǒng)的制作方法
【專利說(shuō)明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無(wú)人機(jī)控制系統(tǒng)的技術(shù)領(lǐng)域，特別是調(diào)姿配重控制系統(tǒng)的技術(shù)領(lǐng)域。【【背景技術(shù)】】
[0002]無(wú)人機(jī)已經(jīng)廣泛應(yīng)用到軍民領(lǐng)域，傳統(tǒng)的無(wú)人機(jī)僅能適應(yīng)單一的環(huán)境，極大地局限了其應(yīng)用范圍。水空兩棲無(wú)人機(jī)是一種既能作為飛行器、又能在水上航行的設(shè)備，一般的水空兩用無(wú)人機(jī)上，負(fù)責(zé)飛行狀態(tài)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和負(fù)責(zé)水上航行狀態(tài)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采取獨(dú)立的兩套驅(qū)動(dòng)設(shè)備，這種采用分立驅(qū)動(dòng)設(shè)備的兩棲無(wú)人機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大，而采用一套驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)同時(shí)為飛行狀態(tài)和水上航行狀態(tài)提供動(dòng)力所面臨的主要障礙之一就是兩種狀態(tài)之間切換時(shí)的過(guò)程中穩(wěn)定性難以得到保證，而解決途徑之一就是采用可調(diào)節(jié)的配重系統(tǒng)進(jìn)行位姿調(diào)整，所以需要開(kāi)發(fā)一種適用于水空兩棲無(wú)人機(jī)調(diào)姿配重結(jié)構(gòu)的控制系統(tǒng)。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0003]本發(fā)明的目的就是解決現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，提出一種水空兩棲無(wú)人機(jī)調(diào)姿配重控制系統(tǒng)，能夠?qū)ε渲叵到y(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，使得無(wú)人機(jī)在飛行、水面航行兩種狀態(tài)進(jìn)行切換時(shí)，穩(wěn)定性高，有利于精簡(jiǎn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，節(jié)約空間。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種水空兩棲無(wú)人機(jī)調(diào)姿配重控制系統(tǒng)，包括中央控制器、配水模塊、導(dǎo)管輸送模塊和導(dǎo)管調(diào)姿模塊;所述配水模塊包括與中央控制器導(dǎo)線連接的蠕動(dòng)栗電機(jī)控制器、與蠕動(dòng)栗電機(jī)控制器導(dǎo)線連接的蠕動(dòng)栗電機(jī)，還包括與中央控制器導(dǎo)線連接的流量計(jì);所述導(dǎo)管輸送模塊包括與中央控制器導(dǎo)線連接的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器導(dǎo)線連接的導(dǎo)管輸送步進(jìn)電機(jī)，設(shè)置在導(dǎo)管輸送步進(jìn)電機(jī)上的第一光電編碼器，所述第一光電編碼器通過(guò)導(dǎo)線與中央控制器相連接;所述導(dǎo)管調(diào)姿模塊包括與所述中央控制器通過(guò)導(dǎo)線連接的絲桿電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、與絲桿電機(jī)驅(qū)動(dòng)器導(dǎo)線連接的導(dǎo)管調(diào)姿絲桿電機(jī)、設(shè)置在導(dǎo)管調(diào)姿絲桿電機(jī)上的第二光電編碼器，所述第二光電編碼器通過(guò)導(dǎo)線與所述中央控制器相連接;所述中央控制器上還分別通過(guò)導(dǎo)線連接有陀螺儀和超聲波定位器。
[0005]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明通過(guò)采用中央控制器集中管理為無(wú)人機(jī)進(jìn)行調(diào)姿配重的配水模塊、導(dǎo)管輸送模塊和導(dǎo)管調(diào)姿模塊，使得無(wú)人機(jī)從飛行姿態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樗虾叫袪顟B(tài)的過(guò)程中能夠通過(guò)向水囊中注入重心偏移的水來(lái)穩(wěn)定緩慢的調(diào)整姿態(tài)，同時(shí)導(dǎo)管伸出到機(jī)體外部的長(zhǎng)度和角度隨著機(jī)體本身的傾斜狀態(tài)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，從而使導(dǎo)管在抽水結(jié)束之前始終能夠?qū)⒔K端沉浸于水面之下，保證姿態(tài)調(diào)整的連續(xù)性和穩(wěn)定性;采用蠕動(dòng)栗脈沖小，也有利于調(diào)姿的穩(wěn)定性。
[0006]本發(fā)明的特征及優(yōu)點(diǎn)將通過(guò)實(shí)施例結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
【【附圖說(shuō)明】】
[0007]圖1是本發(fā)明水空兩棲無(wú)人機(jī)調(diào)姿配重控制系統(tǒng)的連接框圖；
[0008]圖2是本發(fā)明所適用的水空兩棲無(wú)人機(jī)的飛行姿態(tài)示意圖；
[0009]圖3是本發(fā)明所使用的水空兩棲無(wú)人機(jī)水上航行姿態(tài)內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖中:1-驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、2-機(jī)體、3-水囊。
【【具體實(shí)施方式】】
[0011 ]參閱圖1、圖2和圖3，本發(fā)明一種水空兩棲無(wú)人機(jī)調(diào)姿配重控制系統(tǒng)，包括中央控制器、配水模塊、導(dǎo)管輸送模塊和導(dǎo)管調(diào)姿模塊;所述配水模塊包括與中央控制器導(dǎo)線連接的蠕動(dòng)栗電機(jī)控制器、與蠕動(dòng)栗電機(jī)控制器導(dǎo)線連接的蠕動(dòng)栗電機(jī)，還包括與中央控制器導(dǎo)線連接的流量計(jì);所述導(dǎo)管輸送模塊包括與中央控制器導(dǎo)線連接的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器導(dǎo)線連接的導(dǎo)管輸送步進(jìn)電機(jī)，設(shè)置在導(dǎo)管輸送步進(jìn)電機(jī)上的第一光電編碼器，所述第一光電編碼器通過(guò)導(dǎo)線與中央控制器相連接;所述導(dǎo)管調(diào)姿模塊包括與所述中央控制器通過(guò)導(dǎo)線連接的絲桿電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、與絲桿電機(jī)驅(qū)動(dòng)器導(dǎo)線連接的導(dǎo)管調(diào)姿絲桿電機(jī)、設(shè)置在導(dǎo)管調(diào)姿絲桿電機(jī)上的第二光電編碼器，所述第二光電編碼器通過(guò)導(dǎo)線與所述中央控制器相連接;所述中央控制器上還分別通過(guò)導(dǎo)線連接有陀螺儀和超聲波定位器。
[0012]本發(fā)明工作過(guò)程:
[0013]I)本發(fā)明一種水空兩棲無(wú)人機(jī)調(diào)姿配重控制系統(tǒng)在工作過(guò)程中，當(dāng)兩棲無(wú)人機(jī)處于如圖2所示的飛行姿態(tài)時(shí)，若要轉(zhuǎn)變?yōu)樗虾叫凶藨B(tài)，則機(jī)體2逐漸下降到水面位置，下降過(guò)程中，超聲波定位器會(huì)向水面發(fā)射超聲波進(jìn)行高度定位，使下降過(guò)程平緩無(wú)沖擊；
[0014]2)機(jī)體2的底端降到水面后，中央控制器控制導(dǎo)管輸送模塊中的導(dǎo)管輸送步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)導(dǎo)管深入到水面以下，從機(jī)體內(nèi)伸出的長(zhǎng)度根據(jù)第一光電編碼器所記錄的導(dǎo)管輸送步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)進(jìn)行換算；
[0015]3)中央控制器控制蠕動(dòng)栗電機(jī)控制器發(fā)出指令使蠕動(dòng)栗電機(jī)開(kāi)始工作，使位于其上的蠕動(dòng)栗將很小的脈沖水流輸送到如圖3所示的水囊3中，此時(shí)機(jī)體2因?yàn)樗?的位置偏移了重心而逐漸傾斜，此過(guò)程緩慢穩(wěn)定，機(jī)體2傾斜的程度通過(guò)陀螺儀進(jìn)行檢測(cè)，并反饋到中央控制器中；
[0016]4)隨著機(jī)體2的傾斜偏移，導(dǎo)管會(huì)有逐漸脫離水面的趨勢(shì)，此時(shí)中央控制器控制絲桿電機(jī)啟動(dòng)器發(fā)出指令，使導(dǎo)管調(diào)姿絲桿電機(jī)壓迫導(dǎo)管在原本向機(jī)體2外部伸長(zhǎng)的同時(shí)向下彎曲，這樣在機(jī)體2逐漸從樹(shù)立狀態(tài)轉(zhuǎn)為水平狀態(tài)時(shí)，導(dǎo)管向下彎曲依然能沉浸于水面以下，從而保證水囊3中能夠得到足夠的水量，保證調(diào)姿能夠達(dá)到最合理的狀態(tài)，從而使驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)I的工作效率達(dá)到最大。
[0017]本發(fā)明，通過(guò)采用中央控制器集中管理為無(wú)人機(jī)進(jìn)行調(diào)姿配重的配水模塊、導(dǎo)管輸送模塊和導(dǎo)管調(diào)姿模塊，使得無(wú)人機(jī)從飛行姿態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樗虾叫袪顟B(tài)的過(guò)程中能夠通過(guò)向水囊中注入重心偏移的水來(lái)穩(wěn)定緩慢的調(diào)整姿態(tài)，同時(shí)導(dǎo)管伸出到機(jī)體外部的長(zhǎng)度和角度隨著機(jī)體本身的傾斜狀態(tài)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，從而使導(dǎo)管在抽水結(jié)束之前始終能夠?qū)⒔K端沉浸于水面之下，保證姿態(tài)調(diào)整的連續(xù)性和穩(wěn)定性;采用蠕動(dòng)栗脈沖小，也有利于調(diào)姿的穩(wěn)定性。
[0018]上述實(shí)施例是對(duì)本發(fā)明的說(shuō)明，不是對(duì)本發(fā)明的限定，任何對(duì)本發(fā)明簡(jiǎn)單變換后的方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種水空兩棲無(wú)人機(jī)調(diào)姿配重控制系統(tǒng)，其特征在于:包括中央控制器、配水模塊、導(dǎo)管輸送模塊和導(dǎo)管調(diào)姿模塊;所述配水模塊包括與中央控制器導(dǎo)線連接的蠕動(dòng)栗電機(jī)控制器、與蠕動(dòng)栗電機(jī)控制器導(dǎo)線連接的蠕動(dòng)栗電機(jī)，還包括與中央控制器導(dǎo)線連接的流量計(jì);所述導(dǎo)管輸送模塊包括與中央控制器導(dǎo)線連接的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器導(dǎo)線連接的導(dǎo)管輸送步進(jìn)電機(jī)，設(shè)置在導(dǎo)管輸送步進(jìn)電機(jī)上的第一光電編碼器，所述第一光電編碼器通過(guò)導(dǎo)線與中央控制器相連接;所述導(dǎo)管調(diào)姿模塊包括與所述中央控制器通過(guò)導(dǎo)線連接的絲桿電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、與絲桿電機(jī)驅(qū)動(dòng)器導(dǎo)線連接的導(dǎo)管調(diào)姿絲桿電機(jī)、設(shè)置在導(dǎo)管調(diào)姿絲桿電機(jī)上的第二光電編碼器，所述第二光電編碼器通過(guò)導(dǎo)線與所述中央控制器相連接;所述中央控制器上還分別通過(guò)導(dǎo)線連接有陀螺儀和超聲波定位器。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種水空兩棲無(wú)人機(jī)調(diào)姿配重控制系統(tǒng)，包括中央控制器、配水模塊、導(dǎo)管輸送模塊和導(dǎo)管調(diào)姿模塊；配水模塊包括蠕動(dòng)泵電機(jī)控制器、與蠕動(dòng)泵電機(jī)控制器導(dǎo)線連接的蠕動(dòng)泵電機(jī)，還包括與中央控制器導(dǎo)線連接的流量計(jì)；導(dǎo)管輸送模塊包括步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器導(dǎo)線連接的導(dǎo)管輸送步進(jìn)電機(jī)，設(shè)置在導(dǎo)管輸送步進(jìn)電機(jī)上的第一光電編碼器；導(dǎo)管調(diào)姿模塊包括絲桿電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、與絲桿電機(jī)驅(qū)動(dòng)器導(dǎo)線連接的導(dǎo)管調(diào)姿絲桿電機(jī)、設(shè)置在導(dǎo)管調(diào)姿絲桿電機(jī)上的第二光電編碼器。本發(fā)明能夠?qū)ε渲叵到y(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，使得無(wú)人機(jī)在飛行、水面航行兩種狀態(tài)進(jìn)行切換時(shí)，穩(wěn)定性高，有利于精簡(jiǎn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，節(jié)約空間。
【IPC分類】B64D47/00, B64C17/08
【公開(kāi)號(hào)】CN105539815
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610007116
【發(fā)明人】陳威宇
【申請(qǐng)人】陳威宇
【公開(kāi)日】2016年5月4日
【申請(qǐng)日】2016年1月6日