一種前三點式起落架無人機(jī)起降糾偏控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及無人機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種前三點式起落架無人機(jī)起降糾偏控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著無人機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展，無人機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)拓展到民用領(lǐng)域，并且已經(jīng)在民用領(lǐng)域有了廣泛的用途，可用于氣象探測、石油管路巡查、電力線路巡查、森林防火、救災(zāi)、通信中繼等，因此，可靠的無人機(jī)控制技術(shù)對無人機(jī)發(fā)展起著重要的作用，而其中無人機(jī)安全可靠的自動起飛著陸系統(tǒng)更成為無人機(jī)的一項關(guān)鍵技術(shù)。
[0003]為解決以上的技術(shù)問題，本實用新型提供了一種前三點式起落架無人機(jī)起降糾偏控制系統(tǒng)，其通過在前三點式起落架無人機(jī)上增加DGPS終端、無線電高度表、觸地傳感器來采集無人機(jī)起降過程中的飛行參數(shù)，并以此為基礎(chǔ)得出對前輪轉(zhuǎn)向角、左右兩輪的剎車量以及方向舵的偏轉(zhuǎn)角，并通過前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、主輪差動剎車機(jī)構(gòu)以及左右方向舵來綜合控制無人機(jī)的姿態(tài)，實現(xiàn)前三點式起落架無人機(jī)起降過程的安全可靠。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述情況，為解決現(xiàn)有技術(shù)之缺陷，本實用新型之目的就是提供了一種前三點式起落架無人機(jī)起降糾偏控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的無人機(jī)起降糾偏控制系統(tǒng)包括以下幾部分:姿態(tài)陀螺，GPS接收機(jī)、磁航向儀、高度表、觸地傳感器、飛行控制計算機(jī)、轉(zhuǎn)向控制器、剎車控制器及舵控器;其中，所述姿態(tài)陀螺，GPS接收機(jī)、磁航向儀、高度表、觸地傳感器均為傳感器單元，且均向無人機(jī)的飛行控制計算機(jī)傳輸飛行狀態(tài)，所述轉(zhuǎn)向控制器、剎車控制器及舵控器為執(zhí)行機(jī)構(gòu)單元，無人機(jī)的飛行控制計算機(jī)通過所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)單元控制無人機(jī)的飛行姿態(tài)，實現(xiàn)起降過程中糾偏控制。
[0005]進(jìn)一步，作為優(yōu)選，所述的姿態(tài)陀螺包括垂直陀螺和角速率陀螺，以便用于測量飛機(jī)的俯仰角和滾轉(zhuǎn)角。
[0006]進(jìn)一步，作為優(yōu)選，所述的GPS接收機(jī)為差分GPS終端，用以測量無人機(jī)當(dāng)前的經(jīng)瑋度、對地速度、速度航向以及海拔高度。
[0007]進(jìn)一步，作為優(yōu)選，所述的高度表為無線電高程表，用以測量飛機(jī)到地面垂直距離。
[0008]進(jìn)一步，作為優(yōu)選，所述的觸地傳感器用以檢測無人機(jī)是否與地面接觸。
[0009]進(jìn)一步，作為優(yōu)選，所述的轉(zhuǎn)向控制器通過前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，實現(xiàn)無人機(jī)轉(zhuǎn)向運(yùn)動。
[0010]進(jìn)一步，作為優(yōu)選，所述的剎車控制器通過左右剎車機(jī)構(gòu)，實現(xiàn)無人機(jī)制動。
[0011]進(jìn)一步，作為優(yōu)選，所述的舵控器通過左右方向舵，調(diào)整無人機(jī)的飛行姿態(tài)。
[0012]本實用新型的有益效果:
[0013]本實用新型提供的一種前三點式起落架無人機(jī)起降糾偏控制系統(tǒng)，其通過姿態(tài)陀螺、GPS接收機(jī)、高度表、觸地傳感器等傳感器采集無人機(jī)的起降過程中的飛行狀態(tài)，無人機(jī)飛行控制計算機(jī)得到執(zhí)行機(jī)構(gòu)的執(zhí)行量(如偏轉(zhuǎn)角、剎車量等)，然后對前輪、左右兩輪以及方向舵進(jìn)行聯(lián)合控制，進(jìn)而實現(xiàn)對前三點式起落架無人機(jī)起降過程的糾偏，完成該無人機(jī)的可靠安全起降。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型專利利用實現(xiàn)對無人機(jī)的前輪轉(zhuǎn)向、左右車輪制動機(jī)方向舵的聯(lián)合控制，從而能夠更好地對無人機(jī)起降過程進(jìn)行糾偏控制，達(dá)到安全可靠飛行的目的。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型提供的一種前三點式起落架無人機(jī)起降糾偏控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對本實用新型做進(jìn)一步說明。
[0016]如圖1所示，本實用新型提供了一種前三點式起落架無人機(jī)起降糾偏控制系統(tǒng)，其包括以下幾部分:姿態(tài)陀螺，GPS接收機(jī)、高度表、觸地傳感器、飛行控制計算機(jī)、轉(zhuǎn)向控制器、剎車控制器及舵控器。其中，姿態(tài)陀螺，GPS接收機(jī)、磁航向儀、高度表、觸地傳感器為傳感器單元向無人機(jī)飛行控制計算機(jī)傳輸飛行狀態(tài)。轉(zhuǎn)向控制器、剎車控制器及舵控器為執(zhí)行機(jī)構(gòu)單元，無人機(jī)飛行控制計算機(jī)通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)單元控制無人機(jī)的飛行姿態(tài)，實現(xiàn)起降過程中糾偏控制。所述的姿態(tài)陀螺包括垂直陀螺、角速率陀螺，用于測量飛機(jī)的俯仰角和滾轉(zhuǎn)角。
[0017]在本實施例中，所述的GPS接收機(jī)為差分GPS終端，用以測量無人機(jī)當(dāng)前的經(jīng)瑋度、對地速度、速度航向以及海拔高度。所述的高度表為無線電高程表，用以測量飛機(jī)到地面垂直距離。所述的觸地傳感器，用以檢測無人機(jī)是否與地面接觸。所述的轉(zhuǎn)向控制器通過前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，實現(xiàn)無人機(jī)轉(zhuǎn)向運(yùn)動。所述的剎車控制器通過左右剎車機(jī)構(gòu)，實現(xiàn)無人機(jī)制動。所述的舵控器通過左右方向舵，調(diào)整無人機(jī)的飛行姿態(tài)。
[0018]下面結(jié)合附圖1介紹本實用新型的工作過程及原理。無人機(jī)在接受到地面發(fā)送的起飛指令后，無人機(jī)開始加速起飛，該實用新型的起飛糾偏控制系統(tǒng)開始實施。此時，無人機(jī)飛行控制計算機(jī)，通過高度表獲取無人機(jī)的飛行高度，通過磁航向儀獲取當(dāng)前無人機(jī)飛行方向，通過DGPS系統(tǒng)獲取無人機(jī)當(dāng)前的飛行速度，通過姿態(tài)傳感器獲取無人機(jī)的飛行偏航角速度。
[0019]無人機(jī)飛行控制計算機(jī)根據(jù)采集的飛行高度、飛行方向、飛行速度及偏航角速度，向轉(zhuǎn)向控制器輸出無人機(jī)前輪的偏轉(zhuǎn)角度及偏轉(zhuǎn)方向，此時轉(zhuǎn)向控制器控制前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)向該方向偏轉(zhuǎn)相應(yīng)角度。無人機(jī)飛行控制計算機(jī)根據(jù)采集的飛行高度、飛行方向、飛行速度及偏航角速度，向剎車控制器輸出無人機(jī)左右輪的剎車量，此時剎車控制器控制左輪剎車機(jī)構(gòu)執(zhí)行相應(yīng)的剎車量，控制右輪剎車機(jī)構(gòu)執(zhí)行相應(yīng)的剎車量。無人機(jī)飛行控制計算機(jī)根據(jù)采集的飛行高度、飛行方向、飛行速度及偏航角速度，向舵控制器輸出無人機(jī)左右方向舵的偏轉(zhuǎn)角，此時剎車控制器控制左方向舵執(zhí)行相應(yīng)的剎車量，控制右方向舵執(zhí)行相應(yīng)的剎車量。
[0020]無人機(jī)速度達(dá)到40m/s同時無人機(jī)飛行高度達(dá)到15m時，該實用新型專利的起飛糾偏控制用例結(jié)束。
[0021]當(dāng)無人機(jī)處于下滑著陸飛行狀態(tài)時，無人機(jī)飛行計算機(jī)通過觸地傳感器得到無人機(jī)已經(jīng)著陸信息后，實施本實用新型的無人機(jī)著陸糾偏控制用例。此時，無人機(jī)飛行控制計算機(jī)，通過高度表獲取無人機(jī)的飛行高度，通過磁航向儀獲取當(dāng)前無人機(jī)飛行方向，通過DGPS系統(tǒng)獲取無人機(jī)當(dāng)前的飛行速度，通過姿態(tài)傳感器獲取無人機(jī)的飛行偏航角速度。無人機(jī)飛行控制計算機(jī)根據(jù)采集的飛行高度、飛行方向、飛行速度及偏航角速度，向轉(zhuǎn)向控制器輸出無人機(jī)前輪的偏轉(zhuǎn)角度及偏轉(zhuǎn)方向，此時轉(zhuǎn)向控制器控制前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)向該方向偏轉(zhuǎn)相應(yīng)角度。無人機(jī)飛行控制計算機(jī)根據(jù)采集的飛行高度、飛行方向、飛行速度及偏航角速度，向剎車控制器輸出無人機(jī)左右輪的剎車量，此時剎車控制器控制左輪剎車機(jī)構(gòu)執(zhí)行相應(yīng)的剎車量，控制右輪剎車機(jī)構(gòu)執(zhí)行相應(yīng)的剎車量。無人機(jī)飛行控制計算機(jī)根據(jù)采集的飛行高度、飛行方向、飛行速度及偏航角速度，向舵控制器輸出無人機(jī)左右方向舵的偏轉(zhuǎn)角，此時剎車控制器控制左方向舵執(zhí)行相應(yīng)的剎車量，控制右方向舵執(zhí)行相應(yīng)的剎車量。當(dāng)無人機(jī)速度降到Om/s時，該實用新型專利的著陸糾偏控制用例結(jié)束。
[0022]以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種前三點式起落架無人機(jī)起降糾偏控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的無人機(jī)起降糾偏控制系統(tǒng)包括以下幾部分:姿態(tài)陀螺，GPS接收機(jī)、磁航向儀、高度表、觸地傳感器、飛行控制計算機(jī)、轉(zhuǎn)向控制器、剎車控制器及舵控器;其中，所述姿態(tài)陀螺，GPS接收機(jī)、磁航向儀、高度表、觸地傳感器均為傳感器單元，且均向無人機(jī)的飛行控制計算機(jī)傳輸飛行狀態(tài)，所述轉(zhuǎn)向控制器、剎車控制器及舵控器均為執(zhí)行機(jī)構(gòu)單元，無人機(jī)的飛行控制計算機(jī)通過所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)單元控制無人機(jī)的飛行姿態(tài)，實現(xiàn)起降過程中糾偏控制。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種前三點式起落架無人機(jī)起降糾偏控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的姿態(tài)陀螺包括垂直陀螺和角速率陀螺，以便用于測量飛機(jī)的俯仰角和滾轉(zhuǎn)角。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種前三點式起落架無人機(jī)起降糾偏控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的GPS接收機(jī)為差分GPS終端，用以測量無人機(jī)當(dāng)前的經(jīng)瑋度、對地速度、速度航向以及海拔高度。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種前三點式起落架無人機(jī)起降糾偏控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的高度表為無線電高程表，用以測量飛機(jī)到地面垂直距離。5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任意一項所述的一種前三點式起落架無人機(jī)起降糾偏控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的觸地傳感器用以檢測無人機(jī)是否與地面接觸。6.根據(jù)權(quán)利要求1-4任意一項所述的一種前三點式起落架無人機(jī)起降糾偏控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的轉(zhuǎn)向控制器通過前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，實現(xiàn)無人機(jī)轉(zhuǎn)向運(yùn)動。7.根據(jù)權(quán)利要求1-4任意一項所述的一種前三點式起落架無人機(jī)起降糾偏控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的剎車控制器通過左右剎車機(jī)構(gòu)，實現(xiàn)無人機(jī)制動。8.根據(jù)權(quán)利要求1-4任意一項所述的一種前三點式起落架無人機(jī)起降糾偏控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的舵控器通過左右方向舵，調(diào)整無人機(jī)的飛行姿態(tài)。
【專利摘要】本實用新型提供一種前三點式起落架無人機(jī)起降糾偏控制系統(tǒng)，其包括以下幾部分：姿態(tài)陀螺、GPS接收機(jī)、高度表、觸地傳感器、飛行控制計算機(jī)、轉(zhuǎn)向控制器、剎車控制器及舵控器，其中，姿態(tài)陀螺，GPS接收機(jī)、磁航向儀、高度表、觸地傳感器為傳感器單元向無人機(jī)飛行控制計算機(jī)傳輸飛行狀態(tài)，轉(zhuǎn)向控制器、剎車控制器及舵控器為執(zhí)行機(jī)構(gòu)單元，無人機(jī)飛行控制計算機(jī)通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)單元控制無人機(jī)的飛行姿態(tài)，實現(xiàn)起降過程中糾偏控制。該前三點式起落架無人機(jī)起降糾偏控制系統(tǒng)通過上述傳感器采集無人機(jī)的起降過程中的飛行狀態(tài)，得到執(zhí)行機(jī)構(gòu)的執(zhí)行量，然后對前輪、左右兩輪以及方向舵進(jìn)行聯(lián)合控制，進(jìn)而實現(xiàn)對前三點式起落架無人機(jī)起降過程的糾偏。
【IPC分類】G05D1/10
【公開號】CN205263657
【申請?zhí)枴緾N201521062897
【發(fā)明人】李朝仁
【申請人】威海三智科技有限公司
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2015年12月21日