一种机械惯性式无人机油门杆制造技术

本发明专利技术公开了一种机械惯性式无人机油门杆，包括油门手柄部分、单轴转动机构部分、外壳部分和控制电路板，所述油门手柄设置在单轴转动机构上，由单轴转动机构完成油门杆的前后驻停转动，在单轴转动机构内的转轴顶部设置有霍尔传感器，输出对应的位置量信号，所述外壳设置在单轴转动机构外侧，为单轴转动机构提供结构支撑。该油门杆可实现油门手柄在任意位置驻停，全行程操作力均匀，优化操作手感。优化操作手感。优化操作手感。

【技术实现步骤摘要】
一种机械惯性式无人机油门杆


[0001]本专利技术属于无人机驾驶
，特别是一种机械惯性式无人机油门杆。

技术介绍

[0002]无人机油门杆安装于无人机地面站，用于无人机的油门大小控制。随着各类无人机项目的启动，市场上出现了各类无人机油门杆。目前市场上油门杆多数是使用阻尼形式实现油门手柄在任意位置驻停，存在操作力不均衡问题，无法高精度的控制油门位置，且无法满足军用高低温环境指标要求。数据输出分辨率低，只有10位，无冗余功能，因此无法满足军用无人机的油门操控需求。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于针对上述现有技术存在的问题，提供一种机械惯性式无人机油门杆，该油门杆可实现油门手柄在任意位置驻停，全行程操作力均匀，优化操作手感。
[0004]实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种机械惯性式无人机油门杆，该油门杆包括外壳，设置于外壳内部的单轴转动机构和控制电路板，设置于外壳外且与单轴转动机构相连的油门手柄；
[0005]所述油门手柄，用于操作油门并进行开关操控；
[0006]所述单轴转动机构，用于在油门手柄的操控下控制油门的前后推动机械转动，以及油门在各个位置的驻停，同时将油门转动产生的机械位移量转换成模拟电信号传输给控制电路板；
[0007]所述控制电路板，用于采集模拟电压量和开关的离散量，进行滤波处理，并转换成RS422信号传输给上位机。
[0008]进一步地，所述油门手柄机械固定在单轴转动机构顶部，其上部安装有各类开关，所有开关位于油门手柄的右侧和背部。
[0009]进一步地，所述外壳包括形成腔体结构的前面板、后面板、右侧面板、底面板、上面板和左支架，所述上面板上设有开槽，用于贯穿油门手柄与单轴转动机构之间的连接部件。
[0010]进一步地，所述单轴转动机构包括连杆、解锁扣、解锁轴、限位块、转轴、扇形摩擦片、阻尼器、霍尔传感器、齿轮组和飞轮块；
[0011]所述连杆上端与所述油门手柄的底部安装固定，连杆内部为中空，所有开关的导线通过连杆内部的孔穿入油门杆外壳内，与控制电路板进行连接；所述限位块固定在右侧面板上，包括2个台阶面，分成三段操作区域；所述连杆内部设有销
‑
连杆机构，解锁扣安装在连杆顶部前端且位于外壳外部，并与销
‑
连杆机构的顶部通过锁扣连接，所述解锁轴安装在连杆内部底端，解锁轴在解锁扣的驱动下可在连杆内上下滑动，且解锁轴上安装有滚轴，可在限位块上滚动；所述转轴安装在连杆底部，转轴的侧端安装扇形摩擦片，轴心安装磁铁，所述阻尼器安装在右侧面板上并压紧扇形摩擦片；所述霍尔传感器与转轴同轴安装；所述转轴转动时，通过所述齿轮组传动进而带动安装在左支架上的飞轮块转动。
[0012]进一步地，所述外壳还包括位于外壳内部的内支架，该内支架通过同轴定位柱固定在左支架上，使得两者同轴，所述齿轮组安装在内支架与左支架之间；所述霍尔传感器固定在内支架上，与转轴同轴。
[0013]进一步地，所述齿轮组包括第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮和第四齿轮，所述第一齿轮安装在转轴上，第二齿轮与第一齿轮啮合，第三齿轮与第二齿轮同轴，第四齿轮与第三齿轮啮合，飞轮块与第四齿轮同轴，转轴转动通过齿轮组带动飞轮块快速转动。
[0014]进一步地，所述销
‑
连杆机构外部套有圆线螺旋弹簧，销
‑
连杆机构向上运动时圆线螺旋弹簧受挤压，去除解锁扣上的外部操作力，通过圆线螺旋弹簧的弹力可实现解锁扣和解锁轴的自复位。
[0015]进一步地，所述阻尼器内部的两侧设置有半金属摩擦片，半金属摩擦片中间夹有所述扇形摩擦片，通过半金属摩擦片与扇形摩擦片之间的摩擦阻尼力提供油门杆的部分驻停力；所述阻尼器的外壳上设有调节装置，用于调节两片半金属摩擦片的预压缩行程，从而调节油门杆的操作力。
[0016]进一步地，所述外壳还包括设置于所述上面板上开槽两端的防尘面板以及位于两侧防尘面板之间的扇形防尘环，防尘面板和扇形防尘环之间安装有防尘绒布，三者将所述开槽密封；所述扇形防尘环安装于连杆中部，连杆沿槽方向运动时，带动扇形防尘环以转轴为圆心转动，实现油门杆全行程的机械防尘。
[0017]进一步地，所述控制电路板包括微控制器电路、信号处理电路、开关处理电路、滤波器电路、电源电路和RS422接口电路；
[0018]所述信号处理电路，用于对霍尔传感器的模拟信号进行采集处理；
[0019]所述开关处理电路，用于对油门手柄上开关的离散量进行采集处理；
[0020]所述微控制器电路，用于对信号处理电路和开关处理电路的输出信号进行模数转换，并转换为RS422信号输出至RS422接口电路；
[0021]所述RS422接口电路，用于将RS422信号通过安装在后面板上的连接器输出至上位机；
[0022]所述滤波器电路，用于对连接器中的信号进行滤波处理；
[0023]所述电源电路，用于进行电压转换，将220V交流电转换为控制电路板所需电压。
[0024]进一步地，所述霍尔传感器为双冗余传感器，控制电路板同时对双冗余信号进行采集判断，当一路出线掉线，自动切换到另一路数据。
[0025]本专利技术与现有技术相比，其显著优点为：
[0026]本专利技术提供的一种机械惯性式无人机油门杆，手柄造型设计美观，各开关位置合理，开关具备防误触效果，油门杆前后推动过程中为惯性式机械手感，启动力和操作力均匀，顺滑无突变现象，人体工程学合理，操作行程大，拥有三个功能分区，提供了多种油门控制方式。油门杆数据输出的分辨率高达16位，同时可实现在任何位置数据稳定不跳动的效果，具备上电自检和周期自检功能，对自检的故障进行屏蔽和上报，大幅度提高油门杆的可靠性。
[0027]1)通过将手柄造型设计为左手型，在手柄右侧的合适位置设置各类开关，既满足无人机操控需求，又大幅度优化了操作手感；
[0028]2)通过在按钮开关周边设置凹槽和保护盖，既不影响操作手感，又可避免误触；
[0029]3)通过前面板、后面板、右侧面板、底面板、上面板、左支架上设置有安装卡位槽，相互之间紧密配合，一起拼接组成油门杆外壳的方式，使得油门杆生产安装方便、生产成本低；
[0030]4)通过在200
°
的扇形防尘环与防尘面板之间加入防尘绒布，实现砂尘有效防护；
[0031]5)通过在连杆内设置销
‑
连杆机构，并在销
‑
连杆机构两端设置解锁扣和解锁轴，将油门杆前后推动分为了3个区域，满足了无人机油门启停与巡航的功能需求；
[0032]6)通过在转轴上安装阻尼器，在阻尼器内的半金属摩擦片上设置调节螺钉，实现了油门杆操作力自定义调节；
[0033]7)通过设置飞轮块，在飞轮块与转轴之间设置齿轮组传动，实现了惯性式操作手感，使得油门杆前后推动过程中机械顺滑、操作力均匀，同时使得油门手柄可以在任意位置驻停；
[0034]8)通过设置信号本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机械惯性式无人机油门杆，其特征在于，该油门杆包括外壳，设置于外壳内部的单轴转动机构和控制电路板，设置于外壳外且与单轴转动机构相连的油门手柄；所述油门手柄，用于操作油门并进行开关操控；所述单轴转动机构，用于在油门手柄的操控下控制油门的前后推动机械转动，以及油门在各个位置的驻停，同时将油门转动产生的机械位移量转换成模拟电信号传输给控制电路板；所述控制电路板，用于采集模拟电压量和开关的离散量，进行滤波处理，并转换成RS422信号传输给上位机。2.根据权利要求1所述的机械惯性式无人机油门杆，其特征在于，所述油门手柄(9)机械固定在单轴转动机构顶部，其上部安装有各类开关，包括第一五位开关(10)、第二五位开关(11)、第一按钮开关(12)，第二按钮开关(14)、第一三位开关(15)和第三按钮开关(16)，所有开关位于油门手柄(9)的右侧和背部。3.根据权利要求2所述的机械惯性式无人机油门杆，其特征在于，所述第一按钮开关(12)上安装有开关保护盖(13)，该开关保护盖(13)可翻转90
°
打开。4.根据权利要求1或2所述的机械惯性式无人机油门杆，其特征在于，所述外壳包括形成腔体结构的前面板(1)、后面板(2)、右侧面板(3)、底面板(4)、上面板(5)和左支架(25)，所述上面板(5)上设有开槽，用于贯穿油门手柄(9)与单轴转动机构之间的连接部件。5.根据权利要求4所述的机械惯性式无人机油门杆，其特征在于，所述单轴转动机构包括连杆(8)、解锁扣(22)、解锁轴(17)、限位块(18)、转轴(19)、扇形摩擦片(20)、阻尼器(21)、霍尔传感器(28)、齿轮组(23)和飞轮块(24)；所述连杆(8)上端与所述油门手柄(9)的底部安装固定，连杆(8)内部为中空，所有开关的导线通过连杆(8)内部的孔穿入油门杆外壳内，与控制电路板(30)进行连接；所述限位块(18)固定在右侧面板(3)上，包括2个台阶面，分成三段操作区域；所述连杆(8)内部设有销
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连杆机构，解锁扣(22)安装在连杆(8)顶部前端且位于外壳外部，并与销
‑
连杆机构的顶部通过锁扣连接，所述解锁轴(17)安装在连杆(8)内部底端，解锁轴(17)在解锁扣(22)的驱动下可在连杆(8)内上下滑动，且解锁轴(17)上安装有滚轴，可在限位块(18)上滚动；所述转轴(19)安装在连杆(8)底部，转轴(19)的侧端安装扇形摩擦片(20)，轴心安装磁铁，所述阻尼器(21)安装在右侧面板(3)上并压紧扇形摩擦片(20)；所述霍尔传感器(28)与转轴(19)同轴安装；所述转轴(19)转动时，通过所述齿轮组(23)传动进而带动安装在左支架(25)上的飞轮块(24)转动。6.根据权利要求5所述的机械惯性式无人机油门杆，其特征在于，所述外壳还包括位于外壳内部的内支架(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴凡，何文强，李海宝，陈帅，杨静，杜雪珍，宋西鹏，程蜀炜，殷成熙，曹成，高虎，柳明燚，龙玮洁，颜丙旭，范明辉，耿继晨，陆继桥，
申请(专利权)人：连云港杰瑞电子有限公司，
类型：发明
国别省市：