一种遥控直升飞机设计制造技术

本发明专利技术涉及遥控直升飞机技术领域，具体涉及一种遥控直升飞机设计。本发明专利技术以单片机STC89C51基础，通过红外控制直升机的平衡、上升、下降、左转、右转，以实现遥控航模直升机的目的，该遥控直升机通过两个操作杆控制遥控器输出的红外信号，当单片机接收有效的输入信号，经过单片机控制处理后，将信号传给电动机，通过前后电动机的正、反转动控制直升飞机的运动。

Design of a remote control helicopter

The invention relates to the technical field of remote control helicopters, in particular to a design of a remote-controlled helicopter. The present invention based on STC89C51 basis, through the infrared control of helicopter balance, up and down, left and right, in order to achieve the purpose of remote control aeromodelling helicopter, the helicopter through two operating lever control output of the remote infrared signal, when the microcontroller receives the input signal effectively, through MCU control processing, the signal is transmitted to a motor by rotating the control of the helicopter, before and after the motor movement.

【技术实现步骤摘要】
一种遥控直升飞机设计
本专利技术涉及遥控直升飞机
，具体涉及一种遥控直升飞机设计。
技术介绍
人类自古以来就幻想着飞行。在载人的航空器出现之前，人类就创造了许多能飞行的航空模型，不断地探索着飞行的奥秘。距今2000多年前的春秋战国时期，我们的祖先就制作出能飞的木鸟模型。另外，还制作出种类繁多的孔明灯、风筝和竹蜻蜓等。美国的莱特兄弟是世界上第一架飞机的制造者，他们的飞机在1903年12月17日试飞成功。在飞机专利技术之前，航空模型具有强烈的探索性质，在飞机专利技术之后，航空模型仍然是研究航空科学的必要工具。每一种新飞机的试制，都要先在风洞里用模型进行试验，甚至连航天飞机这样先进的航空器，也要经过模型试验阶段，取得必要的数据，才能获得成功。航空模型是很有实用价值的器具。我国汉代就有用风筝测量距离和传递信息的。随着航空模型的发展，特别是无线电遥控模型飞机的日臻完善，航空模型的用途越来越广泛。可以利用无线电遥控模型飞机作为部队和民兵对空射击训练的靶机。在训练的时候，通过无线电遥控设备控制航模靶机完成直线飞行、转弯、上升、俯冲等飞行动作，甚至在靶机上完成空投降落伞、发射模型火箭、投放炸弹、施放拖靶等特技动作。在实弹射击时候，可以在航模靶机尾部几十米远处拖拽一个彩色靶袋，以靶袋作为目标，避免击毁靶机。在无线电遥控模型飞机上装上摄影机，就可以对地面进行航空摄影，拍摄一些人们不容易接近的野生动植物，甚至可以拍摄一些危险性很大的惊险镜头或战斗场面等。航空模型是普及航空知识的玩具。航模活动是很多航模爱好者和广大青少年学生喜欢参加的课外活动。这不仅是学生的年龄层次决定的，更重要的是航模活动集科技性、知识性、趣味性、竞技性、实践性等优点，对锻炼青少年动手动脑能力，促进全面素质的提高，有着十分积极的作用。
技术实现思路
本专利技术涉及遥控直升飞机
，具体涉及一种遥控直升飞机设计。本专利技术以单片机STC89C51基础，通过红外控制直升机的平衡、上升、下降、左转、右转，以实现遥控航模直升机的目的；本专利技术通过两个操作杆控制遥控器输出的红外信号，当单片机接收有效的输入信号，经过单片机控制处理后，将信号传给电动机，通过前后电动机的正、反转动控制直升飞机的运动。附图说明图1：陀螺效应示意图。图2：初始平衡状态图。图3：0度、180度状态图。图4：90度、270度状态图。图5：初始平衡状态图。图6：气流干扰下的主旋翼失衡状态图。图7：希拉小翼平面与空气平面之间的β角图。图8：红外发射电路图。图9：遥控接收器主程序流程图。图10：红外接收电路图。图11：PWM降压斩波器原理电路及输出电压波形图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术涉及遥控直升飞机
，具体涉及一种遥控直升飞机设计。本专利技术以单片机STC89C51基础，通过红外控制直升机的平衡、上升、下降、左转、右转，以实现遥控航模直升机的目的；本专利技术通过两个操作杆控制遥控器输出的红外信号，当单片机接收有效的输入信号，经过单片机控制处理后，将信号传给电动机，通过前后电动机的正、反转动控制直升飞机的运动。进一步的，本专利技术的旋翼头是直升机中最神奇，也是最关键的部件。直升机的绝大多数性质，比如稳定性、灵活性，包括所谓操纵感觉，都是由旋翼头决定的。遥控直升机的旋翼头采用贝尔-希拉操纵方式，也就是一对主旋翼，产生升力，同时靠一对小翼控制升力的方向，从而达到控制直升机的目的。进一步的，所谓陀螺效应，就是旋转着的物体具有像陀螺一样的效应。陀螺有两个特点：进动性和定轴性。当高速旋转的陀螺遇到外力时，它的轴的方向是不会随着外力的方向发生改变的，而是轴围绕着一个定点进动。陀螺在地上旋转时轴会不断地扭动，这就是进动。图1是陀螺效应的示意图，在图1中，圆盘是陀螺。L是圆盘的角动量，其大小是R×Mv或者Iω。由于在力学中，有M=dL/dt，所以M和dL方向相同。这直接导致了高速转动的陀螺在受到F后，整个陀螺以X轴为转轴转动而不是以Y轴为转轴。这就是神奇的陀螺效应。这种效应一直伴随着直升机的飞行。例如：要使直升机仰俯，就必须要使直升机左右的升力不平衡而不是使其前后不平衡。基于这种原理我们下面就来解释遥控直升机的所谓贝尔-希拉操纵方式。进一步的，在遥控直升机中，主旋翼就是一个大陀螺，它本身具有陀螺效应。当我们改变主旋翼倾角时，直升机的运动状态就会发生改变。但同时，如果用舵机直接改变主旋翼的倾角来控制飞机，问题是很多的。首先，主旋翼倾角的改变需要较大的力矩。如果用十字盘直接控制的话，强大的、交变的力矩将会直接作用到舵机上。这样舵机将会受到很大负荷，操纵精度会严重下降。第二，当直升机受到轻微扰动后，由于陀螺的进动性，直升机将不会恢复原来状态，而是绕着垂线方向进动。由于重力不通过旋翼头中心，所以造成力矩的产生，从而导致主旋翼发生进动。这个问题是严重的，会直接导致遥控直升机悬停及飞行时无法稳定。基于以上问题，贝尔-希拉操纵方式产生了。操纵过程是这样的：（1）初始状态如图2所示，希拉小翼由于空气和离心力作用，和主旋翼平面平行。此时两片主旋翼升力相等，飞行状态不发生变化；（2）操纵状态：图2为同一个视角，主旋翼转动到不同角度时的状态。在图3中，操纵者将十字盘倾斜。希拉小翼就与空气呈10°倾角。由于空气的作用，希拉小翼在图3位置受力。由于陀螺效应，希拉小翼不会在图3位置立即上抬，而是在转过90°后在上图4位置上抬。于是希拉小翼旋转平面与主旋翼平面呈10°夹角并稳定于此。在图4中，我们清晰地看见，由于希拉小翼通过连杆控制着主旋翼的倾角，所以希拉小翼旋转平面的改变导致了主旋翼与空气产生夹角。从而使主旋翼在图4位置受力。由于陀螺效应，主旋翼不会在图4位置立即上抬，而是在转过90°后在图3位置上抬。从而使得主旋翼平面趋于平行于希拉小翼。至此，遥控直升机主旋翼平面的倾转过程已经分析完毕。我们看到，遥控直升机的倾转总是希拉小翼旋转平面先倾转，主旋翼平面跟上趋于平行的过程。有意思的是，在这一过程中主旋翼操纵的负荷被希拉小翼完全承担。舵机只需承担操纵希拉小翼的负荷。这就有效地化解了一般操纵方式舵机负荷过重的问题。进一步的，贝尔-希拉操纵系统的干扰-稳定过程：（1）初始状态如图5所示，希拉小翼由于空气和离心力作用，和主旋翼平面平行。此时两片主旋翼升力相等，飞行状态不发生变化。（2）外界气流对飞机进行干扰。当遇到气流时，由于主旋翼的旋转，会导致左、右主旋翼相对于空气的速度不同，从而产生力矩，使飞机偏离平衡位置。如图6所示，飞机机身及主旋翼平面由于干扰而失去平衡位置。但由于希拉小翼采用对称翼型，不会受到外界干扰。由于陀螺效应的定轴性，希拉小翼平面保持不变。所以此时主旋翼平面由于与希拉小翼平面有夹角而产生恢复力矩，抵抗外界干扰。这就是贝尔-希拉控制方式的自稳定过程。也正是这个过程，使得遥控直升飞机避免了被干扰后就陷于进动的问题。同时，当直升飞机高速前进时，由于左、右主旋翼相对空气的速度不同，会导致力矩的产生，使飞机抬头的现象也被这种贝尔-希拉控制方式有效抑制，从而有效地提高了遥控直升飞机的可操纵性。值得注意本文档来自技高网...

【技术保护点】
本专利技术以单片机STC89C51基础，通过红外控制直升机的平衡、上升、下降、左转、右转，以实现遥控航模直升机的目的。

【技术特征摘要】
1.本发明以单片机STC89C51基础，通过红外控制直升机的平衡、上升、下降、左转、右转，以实现遥控航模直升机的目的。2.根据权利要求1所述的一种遥控直升飞机设计，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：长沙开雅电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43