一种自动驾驶姿态控制系统及其构成的自转旋翼机技术方案

本发明专利技术涉及一种自动驾驶姿态控制系统，包括软连接动作执行系统和控制系统；软连接动作执行系统包括依次通过气管连通的气泵、储气罐、比例控制阀及气缸；控制系统包括依次信号连接的操作终端、自驾仪、飞行控制器及用于检测气缸位移的位移传感器；所述飞行控制器与所述比例控制阀同样信号连接。同时本发明专利技术还公开了自动驾驶姿态控制系统构成的自转旋翼机。本发明专利技术利用气缸内气体的弹性，从而不影响自动驾驶和手动驾驶的及时切换，且利用气体的弹性，在自动驾驶时可同时或直接执行手动驾驶，无需任何自动驾驶的解除命令，有效解决现有技术中在自动驾驶时无法第一时间切换手动驾驶的技术问题，提高了飞行器的安全性和可靠性。

An autopilot control system and its rotating rotor

【技术实现步骤摘要】
一种自动驾驶姿态控制系统及其构成的自转旋翼机
本专利技术涉及一种飞行器自动驾驶控制系统，属于飞行器无人驾驶
，具体涉及一种自动驾驶姿态控制系统；同时，本专利技术还公开了一种由一种自动驾驶姿态控制系统构成的自转旋翼机。
技术介绍
自转旋翼机，英文称作Autogyro，也常被称作旋翼飞机(Gyroplane)、旋翼机(Rotorplane)或者是旋翼飞行器(Gyrocopter)，它是一种由旋翼自转而非动力驱动来获得升力的旋翼类飞行器，一般带有一个推进螺旋桨来提供前进动力，在这方面和固定翼飞行器类似。自转旋翼机的外形和直升机类似，但是必须有气流通过它的桨盘才能带动它的旋翼旋转。现有的自转旋翼机为了满足不同行业的需求，基本都加入了无人自动驾驶系统，用于临时进行自动驾驶，现有的无人自动驾驶系统的执行件一般为电动伺服机构，在特殊情况下需要快速手动操作介入时要先解除自驾命令或强力夺取手动驾驶权，不能在第一时间完全介入手动驾驶，给飞行安全带来隐患，再有，如果电动伺服机构故障卡死、烧毁，则可能影响手动操纵，并且严重时还会引起飞行事故。
技术实现思路
基于以上技术问题，本专利技术提供了一种自动驾驶姿态控制系统，从而解决了以往无人自动驾驶系统无法第一时间直接解除自驾命令、自驾模式切换到手动模式存在时间差或无法正常切换的技术问题；同时，基于该自动驾驶姿态控制系统，本专利技术还公开了一种由自动驾驶姿态控制系统构成的自转旋翼机，该自转旋翼机具有可在不解除自驾控制的情况实现手动控制、不会影响手动操作的有益效果。为解决以上技术问题，本专利技术采用的技术方案如下：一种自动驾驶姿态控制系统，包括软连接动作执行系统和控制系统；其中，软连接动作执行系统包括依次通过气管连通的气泵、储气罐、比例控制阀及气缸；控制系统包括依次信号连接的操作终端、自驾仪、飞行控制器及用于检测气缸位移的位移传感器；所述飞行控制器与所述比例控制阀同样信号连接。基于以上系统，所述操作终端为操作显示屏。基于以上系统，所述气缸的工作压力为2.5-5Kpa。综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：本专利技术的软连接动作执行系统通过气缸来实现飞行器的飞行姿态控制，利用气缸内气体的弹性，可以避免现有技术的电动伺服机构易卡死或损坏，从而不影响自动驾驶和手动驾驶的及时切换，且利用气体的弹性，在自动驾驶时可同时或直接执行手动驾驶，无需任何自动驾驶的解除命令，有效解决现有技术中在自动驾驶时无法第一时间切换手动驾驶的技术问题，提高了飞行器的安全性和可靠性。同时，本专利技术还提供了一种自转旋翼机，包括机身，机身后端的机架上连接有旋翼头，旋翼头连接有旋翼，所述机架上还均匀设置有多个与旋翼头连接的调节杆，多个调节杆中部均设置有调节板，调节板两端分别与调节杆和机架铰接，所述机身内还设置有上述的自动驾驶姿态控制系统，所述气缸的伸缩杆与所述调节板铰接。基于以上自转旋翼机，所述气泵和储气罐均设置在机身的座仓前端，所述比例控制阀、飞行控制器及位移传感器均设置在机架内。基于以上自转旋翼机，所述气缸的伸缩杆铰接在调节板中部。基于以上自转旋翼机，所述调节杆共设置有两个，均位于机架两侧，调节杆之间的调节板和气缸同样设置两个。本专利技术的自转旋翼机通过软连接动作执行系统代替了现有的电动伺服机构，从而可第一时间实现自动驾驶和手动驾驶的实时、自由切换，切换无任何其他要求，切换方便快捷，提高了自转旋翼机的操作性和安全性，其次，利用软连接动作执行系统代替现有的电动伺服机构，也能避免电动伺服机构卡死或损坏而影响自转旋翼机的状态切换，最后，通过控制系统可以实现软连接动作执行系统的动态改变，从而可以精确控制软连接动作执行系统的执行操作，提高了自转旋翼机在无人驾驶时的飞行姿态控制精度，保证了自动驾驶时的安全性、可靠性和稳定性。附图说明图1为本专利技术的系统示意图；图2是自转旋翼机的侧视图；图3是自转旋翼机的后视图；图4是自转旋翼机的立体图；图中标记分别表示为：1、储气罐；2、气泵；3、操作终端；4、气管；5、旋翼头；6、旋翼；7、机架；8、气缸；9、位移传感器；10、比例控制阀；11、飞行控制器；12、机身；13、调节板；14、调节杆。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。本专利技术的实施方式包括但不限于下列实施例。实施例1如图1所示，一种自动驾驶姿态控制系统，包括软连接动作执行系统和控制系统；其中，软连接动作执行系统包括依次通过气管4连通的气泵2、储气罐1、比例控制阀10及气缸8；控制系统包括依次信号连接的操作终端3、自驾仪、飞行控制器11及用于检测气缸8位移的位移传感器9；所述飞行控制器11与所述比例控制阀10同样信号连接。本实施例中，气缸8与飞行器的方向控制结构连接，用于空气飞行器的俯仰、横滚等飞行姿态，气泵8将气体送入储气罐1，在比例控制阀10控制下对气缸8进行气量分配，利用气缸8伸缩来改变飞行器飞行姿态，同时，飞行器还可通过控制终端3对自驾仪进行操作，从而利用飞行控制器11接收位移传感器9的数据，将位移传感器9检测到的气缸8位移数据化并送至自驾仪，自驾仪根据气缸8位移再通过飞行控制器11控制比例控制阀10的通气量，从而对气缸8的伸缩杆进行位移调整，实现对飞行器的姿态控制。本实施例利用气体具有一定弹性的原理，设计利用气体介质构成的软连接动作执行系统，采用气缸8的气动机构实现原来电动伺服机构的作用，气缸8不易卡死或损坏，当需要驾驶模式切换时，可直接通过飞行器操纵杆实现手动操作，无需等待或进行解除命令操作，驾驶员可第一时间实现对飞行器的掌控，提高了飞行器的安全性和可靠性。本实施例的操作终端3为操作显示屏。操作显示屏设在飞行器靠近驾驶员的位置，从而可以随时进行操作，实现快速操作。本实施例的气缸8的工作压力为2.5-5Kpa。因自驾系统的执行机构是气缸，而空气本身具有弹性，经实验证明，执行机构气缸的压力为2.5-5Kpa时即可以完全控制飞行器的飞行姿态，同时在该压力下，由于气体的弹性，也并不影响飞行员对操纵杆的有效控制，飞行员完全可以在直接手动接管操纵杆后，再伺机解除自驾控制。因此，基于成本、飞行器结构及飞行姿态考虑，气缸的工作压力应保持在2.5-5Kpa。实施例2如图2-3所示，一种自转旋翼机，包括机身12，机身12后端的机架7上连接有旋翼头5，旋翼头5连接有旋翼6，所述机架7上还均匀设置有两个与旋翼头5连接的调节杆14，均位于机架7两侧，两个调节杆14中部均设置有调节板13，调节板13两端分别与调节杆14和机架7铰接，所述机身12内还设置有实施例1所述的自动驾驶姿态控制系统，所述气缸8的伸缩杆与所述调节板13铰接；所述气泵2和储气罐1均设置在机身12的座仓前端，所述比例控制阀10、飞行控制器11及位移传感器9均设置在机架7内；所述气缸8的伸缩杆铰接在调节板13中部。本实施例的气缸8的伸缩杆伸缩带动调节板13和调节杆14进行动作，从而带动旋翼头5动作改变旋翼6的旋转角度，实现自转旋翼机的飞行姿态改变，实现无人驾驶，气缸8则通过气泵2、储气罐1、比例控制阀10实现供气和配气，而自动驾驶时气缸8动作则通过控制系统进行实时控制。本实施例可第一时间实现自动驾驶和手动驾驶的实时、自由切换，切换无任何其他要求，切换方便快捷，提高了自转旋翼本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动驾驶姿态控制系统，其特征在于：包括软连接动作执行系统和控制系统；其中，软连接动作执行系统包括依次通过气管(4)连通的气泵(2)、储气罐(1)、比例控制阀(10)及气缸(8)；控制系统包括依次信号连接的操作终端(3)、自驾仪、飞行控制器(11)及用于检测气缸(8)位移的位移传感器(9)；所述飞行控制器(11)与所述比例控制阀(10)同样信号连接。

【技术特征摘要】
1.一种自动驾驶姿态控制系统，其特征在于：包括软连接动作执行系统和控制系统；其中，软连接动作执行系统包括依次通过气管(4)连通的气泵(2)、储气罐(1)、比例控制阀(10)及气缸(8)；控制系统包括依次信号连接的操作终端(3)、自驾仪、飞行控制器(11)及用于检测气缸(8)位移的位移传感器(9)；所述飞行控制器(11)与所述比例控制阀(10)同样信号连接。2.根据权利要求1所述的一种自动驾驶姿态控制系统，其特征在于：所述操作终端(3)为操作显示屏。3.根据权利要求1所述的一种自动驾驶姿态控制系统，其特征在于：所述气缸(8)的工作压力为2.5-5Kpa。4.一种自转旋翼机，包括机身(12)，机身(12)后端的机架(7)上连接有旋翼头(5)，旋翼头(5)连接有旋翼(6)，所述机架(7)上还均匀设置有多个与旋翼头(5...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文明，陶亮，陈登科，申守健，
申请(专利权)人：河南三和航空工业有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41