一種搭載在無人機(jī)上的降落傘回收系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型設(shè)計(jì)一種釋放裝置，特別是涉及一種空間中運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的釋放裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前四旋翼/多旋翼無人機(jī)已經(jīng)成為各行各業(yè)應(yīng)用的熱門，特別是在消費(fèi)航拍領(lǐng)域，呈現(xiàn)逐年增長趨勢。無人機(jī)螺旋槳支撐臂通常沿?zé)o人機(jī)主體的周向均勻分布，螺旋槳的支撐位置高于無人機(jī)重心位置，由于多旋翼無人機(jī)自身的特點(diǎn)，在飛行過程中失去狀態(tài)平衡后很難恢復(fù)；另外一個(gè)現(xiàn)象是失去由于意外情況導(dǎo)致的動(dòng)力消失或由于計(jì)算誤差導(dǎo)致的未能及時(shí)返航。以上兩種現(xiàn)象頻繁的導(dǎo)致“炸機(jī)”發(fā)生，即飛行器墜毀。消費(fèi)級航拍無人機(jī)一般都在幾千至幾萬元，專業(yè)性的植保農(nóng)業(yè)機(jī)、消防救援等動(dòng)輒十幾萬，包含的運(yùn)動(dòng)相機(jī)、飛控板等各類部件都是四分昂貴的，一旦“炸機(jī)”，必然造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。
[0003]如圖1所示，現(xiàn)有的信號控制系統(tǒng)包括成熟的數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊，數(shù)據(jù)存儲/計(jì)算模塊、邏輯判斷模塊和執(zhí)行模塊，各模塊以硬件或軟件構(gòu)成，完成姿態(tài)信號的采集轉(zhuǎn)換和判斷，控制執(zhí)行模塊做出正確的動(dòng)作。針對傘降保護(hù)的控制過程包括:
[0004]數(shù)據(jù)采集模塊是系統(tǒng)的傳感器部分，通過陀螺儀和加速度計(jì)實(shí)時(shí)搜集無人機(jī)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，即無人機(jī)機(jī)身平面與水平面的夾角，以及整機(jī)的垂直加速度值。
[0005]數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊是將傳感器搜集的模擬量信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，便于后續(xù)環(huán)節(jié)計(jì)笪并ο
[0006]數(shù)據(jù)存儲/計(jì)算模塊將數(shù)字量轉(zhuǎn)換為邏輯判斷量，并實(shí)時(shí)存儲記錄。
[0007]邏輯判斷模塊將當(dāng)前量與固化的判據(jù)值進(jìn)行比較，并將真值的比較運(yùn)算結(jié)果輸出給執(zhí)行模塊。
[0008]執(zhí)行模塊收到執(zhí)行命令后打開降落傘。
[0009]如果沒有高精度數(shù)據(jù)來源，控制過程就會(huì)反應(yīng)過慢。但高精度陀螺儀和加速度計(jì)會(huì)使得測量范圍變窄，成本上升。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0010]本實(shí)用新型的目的是提供一種搭載在無人機(jī)上的降落傘回收系統(tǒng)，解決多旋翼無人機(jī)失控，失去動(dòng)力或平衡的情況下時(shí)無法及時(shí)開傘提供平穩(wěn)降落手段，將經(jīng)濟(jì)損失有效降低的技術(shù)問題。
[0011]本實(shí)用新型的搭載在無人機(jī)上的降落傘回收系統(tǒng)，包括主體、第一支撐臂和與第一支撐臂間距最大的第二支撐臂，還包括陀螺儀和加速計(jì)，在第一支撐臂螺旋槳靠近主體一側(cè)，在第一支撐臂的走線腔體內(nèi)設(shè)置第一陀螺儀，在第二支撐臂螺旋槳靠近主體一側(cè)，在第二支撐臂的走線腔體內(nèi)設(shè)置第一加速計(jì)，在第一支撐臂同側(cè)的主體底部內(nèi)或著陸支撐架腔體內(nèi)設(shè)置第二加速計(jì)，在第二支撐臂同側(cè)的底部內(nèi)或著陸支撐架腔體內(nèi)設(shè)置第二陀螺儀。
[0012]在主體的頂部內(nèi)沿軸線向下設(shè)置降落傘倉和傘降執(zhí)行模塊，在降落傘倉的底部設(shè)置定位模塊。
[0013]第一陀螺儀與第二陀螺儀的旋轉(zhuǎn)軸夾角為5至15度。
[0014]以第一加速計(jì)的靜態(tài)初始值為準(zhǔn)，第二加速計(jì)與第一加速計(jì)的靜態(tài)初始值形成
2%至5%的偏差。
[0015]本實(shí)用新型為后續(xù)信號處理模塊的計(jì)算提供了多路多類型的相關(guān)信號，但是用了成本較低的、精度較差的少數(shù)信號傳感器實(shí)現(xiàn)，為后續(xù)模塊可以獲得更高精算精度和響應(yīng)速度提供了完善的硬件基礎(chǔ)。
【附圖說明】
[0016]圖1為目前信號控制系統(tǒng)的原理示意圖；
[0017]圖2為搭載在無人機(jī)上的降落傘回收系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0019]如圖2所示，以一個(gè)無人機(jī)螺旋槳支撐臂為第一支撐臂11，與第一支撐臂11間距最大的另一個(gè)無人機(jī)螺旋槳支撐臂作為第二支撐臂12，第二支撐臂12通常位于第一支撐臂11 (相對于主體13軸線)軸對稱的位置或該位置的一側(cè)；在第一支撐臂11螺旋槳靠近主體13 —側(cè)，在第一支撐臂11的走線腔體內(nèi)設(shè)置第一陀螺儀21，在第二支撐臂12螺旋槳靠近主體13 —側(cè)，在第二支撐臂12的走線腔體內(nèi)設(shè)置第一加速計(jì)31，在第一支撐臂11同側(cè)的主體13底部內(nèi)或著陸支撐架腔體內(nèi)設(shè)置第二加速計(jì)32，在第二支撐臂12同側(cè)的底部內(nèi)或著陸支撐架腔體內(nèi)設(shè)置第二陀螺儀22 ;
[0020]在主體13的頂部內(nèi)沿軸線向下設(shè)置降落傘倉41和傘降執(zhí)行模塊，在降落傘倉的底部設(shè)置定位模塊42。
[0021 ] 本實(shí)施例中第一陀螺儀21與第二陀螺儀22的旋轉(zhuǎn)軸靜態(tài)(或穩(wěn)態(tài))夾角為5至15度，以第一加速計(jì)31的靜態(tài)初始值為準(zhǔn)，第二加速計(jì)32與第一加速計(jì)31的靜態(tài)初始值形成2%至5%的偏差，靜態(tài)初始值是加速計(jì)的固有物理參數(shù)。
[0022]旋轉(zhuǎn)軸靜態(tài)夾角可以使得各陀螺儀在針對飛行中同一翻轉(zhuǎn)狀態(tài)趨勢過程，產(chǎn)生不同的具有正相關(guān)的的兩組水平狀態(tài)信號，形成差分類型信號，后續(xù)的計(jì)算模塊和邏輯判斷模塊可以根據(jù)該信號提高計(jì)算精度，獲得更可靠的信號反饋，提供系統(tǒng)反應(yīng)速度。靜態(tài)初始值的偏差會(huì)在加速計(jì)的測量始終保持一個(gè)恒定差值，后續(xù)計(jì)算模塊和邏輯判斷模塊以兩路信號同時(shí)計(jì)算獲得互相修正精度的結(jié)果，偏差值較大的一路信號可以被同時(shí)用來作為閾值使用，一旦達(dá)到處罰條件可以自動(dòng)觸發(fā)執(zhí)行模塊，即利用兩個(gè)加速計(jì)提供三種類型加速信號。定位模塊42采用成熟的GPS信號收發(fā)通信裝置，其設(shè)置位置在傘降結(jié)束后，可以充分得以暴露，保證定位模塊42上行信號具有足夠的發(fā)射電平，不被遮擋。
[0023]實(shí)際應(yīng)用過程中，在飛行前，按下系統(tǒng)按鈕開關(guān)，按鈕旁邊紅色指示燈閃爍自檢，自檢完成后蜂鳴器鳴響同時(shí)指示燈熄滅，表示具備起飛條件，這個(gè)時(shí)候再啟動(dòng)飛行器。
[0024]飛行過程中，陀螺儀和加速度計(jì)會(huì)實(shí)時(shí)檢測飛行器的平衡性(無人機(jī)機(jī)身平面與水平面的夾角)和垂直加速度，并由控制板運(yùn)算處理后做出邏輯判斷，是否執(zhí)行彈射降落傘命令。
[0025]當(dāng)無人機(jī)機(jī)身平面與水平面的夾角大于90度或垂直加速度大于設(shè)定值(根據(jù)所安裝飛行器的重量、飛行速度等綜合計(jì)算)時(shí)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)啟動(dòng)彈射，此時(shí)無人機(jī)由降落傘系統(tǒng)維持至地面平穩(wěn)降落。
[0026]回收系統(tǒng)獨(dú)立配置電源，不受無人機(jī)電源的干擾；在無人機(jī)電源失效導(dǎo)致GPS失效的情況下，回收系統(tǒng)自帶的GPS模塊可以用于定位尋找。
[0027]以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的【具體實(shí)施方式】，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種搭載在無人機(jī)上的降落傘回收系統(tǒng)，包括主體(13)、第一支撐臂(11)和與第一支撐臂(11)間距最大的第二支撐臂(12)，還包括陀螺儀和加速計(jì)，其特征在于:在第一支撐臂(11)螺旋槳靠近主體(13) —側(cè)，在第一支撐臂(11)的走線腔體內(nèi)設(shè)置第一陀螺儀(21)，在第二支撐臂(12)螺旋槳靠近主體(13)—側(cè)，在第二支撐臂(12)的走線腔體內(nèi)設(shè)置第一加速計(jì)(31)，在第一支撐臂(11)同側(cè)的主體(13)底部內(nèi)或著陸支撐架腔體內(nèi)設(shè)置第二加速計(jì)(32)，在第二支撐臂(12)同側(cè)的底部內(nèi)或著陸支撐架腔體內(nèi)設(shè)置第二陀螺儀(22)ο2.如權(quán)利要求1所述的搭載在無人機(jī)上的降落傘回收系統(tǒng)，其特征在于:在主體(13)的頂部內(nèi)沿軸線向下設(shè)置降落傘倉(41)和傘降執(zhí)行模塊，在降落傘倉的底部設(shè)置定位模塊(42)ο3.如權(quán)利要求2所述的搭載在無人機(jī)上的降落傘回收系統(tǒng)，其特征在于:第一陀螺儀(21)與第二陀螺儀(22)的旋轉(zhuǎn)軸夾角為5至15度。4.如權(quán)利要求2或3所述的搭載在無人機(jī)上的降落傘回收系統(tǒng)，其特征在于:以第一加速計(jì)(31)的靜態(tài)初始值為準(zhǔn)，第二加速計(jì)(32)與第一加速計(jì)(31)的靜態(tài)初始值形成2%至5%的偏差。
【專利摘要】本實(shí)用新型的搭載在無人機(jī)上的降落傘回收系統(tǒng)，包括主體、第一支撐臂和與第一支撐臂間距最大的第二支撐臂，在第一支撐臂螺旋槳靠近主體一側(cè)，在第一支撐臂的走線腔體內(nèi)設(shè)置第一陀螺儀，在第二支撐臂螺旋槳靠近主體一側(cè)，在第二支撐臂的走線腔體內(nèi)設(shè)置第一加速計(jì)，在第一支撐臂同側(cè)的主體底部內(nèi)或著陸支撐架腔體內(nèi)設(shè)置第二加速計(jì)，在第二支撐臂同側(cè)的底部內(nèi)或著陸支撐架腔體內(nèi)設(shè)置第二陀螺儀。提供了多路多類型的相關(guān)信號，為后續(xù)模塊可以獲得更高精算精度和響應(yīng)速度提供了完善的硬件基礎(chǔ)。
【IPC分類】B64D17/80, B64D43/02
【公開號】CN204956940
【申請?zhí)枴緾N201520584974
【發(fā)明人】曾運(yùn)運(yùn), 謝媛
【申請人】深圳市頂逸創(chuàng)新科技有限公司
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年8月5日