本发明专利技术涉及一种空投式多旋翼无人机动力装置的空中起桨控制系统和方法。该空中起桨控制系统包括：多旋翼无人机动力控制单元、机臂折叠机构控制单元、位置反馈单元和总控制单元；多旋翼无人机动力控制单元、机臂折叠机构控制单元和位置反馈单元均与所述总控制单元连接。本发明专利技术中的电机调速器将两种控制方法相结合，低速时采用带传感器动力装置驱动控制方式，高速时采用无传感器动力装置驱动控制方式；同时不仅能够减小多旋翼无人机在母机上的占用空间，还能够在空投状态时的机臂快速展开，并为机臂提供支撑，同时能够保证动力装置快速启动，稳定飞机姿态。稳定飞机姿态。稳定飞机姿态。
【技术实现步骤摘要】
空投式多旋翼无人机动力装置的空中起桨控制系统和方法
[0001]本专利技术属于无人机领域，尤其涉及一种空投式多旋翼无人机动力装置的空中起桨控制系统和方法。
技术介绍
[0002]在多旋翼无人机技术中，动力装置是无人机的重要组成部分，主要包括动力电源、动力装置、电机调速器和螺旋桨等单机设备。动力装置的基本原理是动力电源作为能量来源为电机调速器进行供电，电机调速器驱动动力装置带动螺旋桨进行旋转，螺旋桨产生向上的拉力，带动无人机飞行。动力装置作为无人机航线飞行的动力来源，对于无人机的整体稳定性和动态特性起着关键的作用。
[0003]传统多旋翼无人机的工作模式是如图1所示，地面展开组装、地面静置上电、地面起桨和执行飞行任务。这种工作模式具有一定的局限性，无法适用于母机挂载空投式多旋翼无人机飞行和空投执行任务的应用场景。如果空投式多旋翼无人机仍采用传统的多旋翼无人机的工作模式，当多旋翼无人机挂载在母机上时，由于多旋翼无人机臂空间尺寸较大，不仅会浪费母机的搭载空间，还有可能会影响母机的气动特性；而且传统的多旋翼无人机在空投下落过程中会受到反向气流的影响，螺旋桨会产生反转现象，动力装置反向转动不仅会影响动力电源，而且当电机调速器驱动动力装置克服反转正向起桨时，存在将电机调速器、动力装置等动力装置烧毁的风险，同时反转现象还有可能引起各个机臂旋翼受力不均，造成多旋翼无人机姿态存在偏转，严重时会出现机体翻滚的现象。
技术实现思路
[0004]本专利技术公开了一种空中起桨控制系统和方法以及多旋翼无人机多旋翼无人机，以解决现有技术的上述以及其他潜在问题中任一问题。
[0005]为了解决上述问题，本专利技术的技术方案是：一种空投式多旋翼无人机动力装置的空中起桨控制系统，所述空中起桨控制系统包括：多旋翼无人机动力控制单元、机臂折叠机构控制单元、位置反馈单元和总控制单元；其中，所述多旋翼无人机动力控制单元，用于启动多旋翼无人机的动力装置，并对所述动力装置的转速进行调节控制；所述机臂折叠机构控制单元，用于控制所述多旋翼无人机的机臂展开与折叠；所述位置反馈单元，用于实时监测控制所述多旋翼无人机的展开位置；所述总控制单元，用于根据释放信号控制所述多旋翼无人机动力控制单元、机臂折叠机构控制单元和位置反馈单元是否启动。
[0006]其中，所述多旋翼无人机动力控制单元、机臂折叠机构控制单元和位置反馈单元均与所述总控制单元连接。
[0007]进一步，所述多旋翼无人机动力控制单元包括霍尔传感器和电机调速器，其中，所述霍尔传感器和电机调速器均与所述多旋翼无人机的动力装置连接，所
述电机调速器与霍尔传感器连接，所述总控制单元与所述电机调速器连接。
[0008]进一步，所述机臂折叠机构控制单元包括电动舵机、舵机摇臂、连杆和锁定机构，其中，所述电动舵机设置在所述多旋翼无人机上，所述电动舵机的输出端与所述舵机摇臂一端连接，所述舵机摇臂的另一端与所述连杆的一端连接，所述连杆的另一端与多旋翼无人机的机臂连接，所述锁定机构设置在所述多旋翼无人机的机身与机臂的连接处的机身或机臂上。
[0009]进一步，所述位置反馈单元为光电传感器；所述总控制单元为嵌入式单片机系统。
[0010]本专利技术的另一目的是提供一种上述的空投式多旋翼无人机动力装置的空中起桨控制方法，所述方法具体包括以下步骤：S1）当母机飞行至任务区域上方时，母机控制多旋翼无人机进行自主上电，同时给出释放信号，多旋翼无人机与母机进行分离，多旋翼无人机自带减速伞打开；S2）多旋翼无人机检测到所述释放信号后，总控制单元通过机臂折叠机构控制单元进行展臂动作，当展臂到预定位置后，即完成执行S2)，否则继续进行展臂动作；S3）所述总控制单元通过旋翼机动力控制单元解除动力装置刹车，并进行起桨动作，满足正常工作模式要求则确认完成起桨，即执行S3)，否则重新进行起桨动作；S4）当多旋翼无人机高度降落至合适高度后，多旋翼无人机执行减速伞分离程序，然后进入到执行飞行任务阶段。
[0011]进一步，所述S1）的具体步骤为：S2.1)多旋翼无人机检测到被释放信号时，多旋翼无人机的动力电源开始为整机进行供电，电机调速器进入电子刹车模式，锁定多旋翼无人机的动力装置，防止螺旋桨反向转动；S2.2) 机臂折叠机构控制单元控制机臂展开动作，同时位置反馈单元实时反馈机臂展开位置，当机臂展开达到多旋翼无人机姿态稳定后锁定机臂，即完成后执行S2），否则继续进行展臂动作。
[0012]进一步，所述S2）的具体步骤为：S3.1）电机调速器解除电子刹车模式，切入有传感器反馈控制模式，动力装置低速转动，根据判断条件判断动力装置是否正常启动，如果正常启动则提高动力装置转速，满足正常工作模式执行S3.2），否则重新启动；S3.2）切入无传感器反馈控制模式，控制动力装置达到正常飞行转速，再根据姿态判断条件是否满足正常飞行姿态，满足则进入正常飞行工作模式，不满足继续调整。
[0013]进一步，所述S2.1）的具体步骤为：S3.11）先读取动力装置的电流和转速指标是否满足启动判断条件，如果满足则正常启动，否则重新启动，S3.12）继续读取转速指标，如果转速指标未达到正常工作模式的阈值，则电机调速器和动力装置继续工作在有位置传感器正常工作模式，如果转速指标达到正常工作模式的阈值，则电机调速器和动力装置工作在无位置传感器正常工作模式。
[0014]进一步，所述S3.11）中启动判断条件为：多旋翼无人机启动后判断检测到整机各个动力装置的电流参数是否正常，多旋翼无人机启动后判断检测到整机各个动力装置的转速参数。
[0015]所述S3.2）中姿态判断条件为：俯仰角稳定姿态在
±5°
之内，滚转角稳定姿态为
±5°
之内，方位角稳定姿态为
±
20
°
之内。
[0016]一种多旋翼无人机，所述多旋翼无人机包括机身和多旋翼，所述多旋翼无人机还包括空中起桨控制系统。
[0017]本专利技术的有益效果是：由于采用上述技术方案，本专利技术的系统不仅能够减小多旋翼无人机在母机上的占用空间，而且能够保证在空投状态时多旋翼无人机的机臂快速展开，并为机臂提供支撑，同时能够保证动力装置快速启动，稳定飞机姿态，快速进入任务侦察区域，进而能够保证多旋翼无人机进一步获得侦察情报工作；电机调速器具有电机调速和电子刹车功能，能够在多旋翼无人机自由下落过程中控制动力装置（电动机）刹车，防止螺旋桨受到反向气流的影响，进而防止动力装置产生反转现象，保护电机调速器和动力装置。
[0018]本专利技术中的电机调速器将带传感器动力装置驱动控制和无传感器动力电机驱动控制相结合，同时具有电子刹车功能，带传感器动力装置驱动控制能够使电机启动时平稳，最大限度的减小启动时的振动，但是高速转动时效率不高；无传感器动力装置驱动控制能够在电机高速转动时获得较高的效率，但是电机启动时振动较大，不利于空投式多旋翼无人机在空中的姿态保持平稳，本专利技术中的电机调速器将两种控制方法相结合，低速时采用带传感器动本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种空投式多旋翼无人机动力装置的空中起桨控制系统，其特征在于，所述空中起桨控制系统包括：多旋翼无人机动力控制单元、机臂折叠机构控制单元、位置反馈单元和总控制单元；其中，所述多旋翼无人机动力控制单元，用于启动多旋翼无人机的动力装置，并对所述动力装置的工作状态进行调节控制；所述机臂折叠机构控制单元，用于控制所述多旋翼无人机的机臂展开与折叠；所述位置反馈单元，用于实时监测控制所述多旋翼无人机的展开位置；所述总控制单元，用于根据释放信号控制所述多旋翼无人机动力控制单元、机臂折叠机构控制单元和位置反馈单元是否启动;其中，所述多旋翼无人机动力控制单元、机臂折叠机构控制单元和位置反馈单元均与所述总控制单元连接。2.根据权利要求1所述的空中起桨控制系统，其特征在于，所述机臂折叠机构控制单元包括霍尔传感器和电机调速器；所述霍尔传感器和电机调速器均与所述多旋翼无人机的动力装置连接，所述电机调速器与霍尔传感器连接，所述总控制单元与所述电机调速器连接。3.根据权利要求1所述的空中起桨控制系统，其特征在于，所述机臂折叠机构控制单元包括电动舵机、舵机摇臂、连杆和锁定机构，其中，所述电动舵机设置在所述多旋翼无人机上，所述电动舵机的输出端与所述舵机摇臂一端连接，所述舵机摇臂的另一端与所述连杆的一端连接，所述连杆的另一端与多旋翼无人机的机臂连接，所述锁定机构设置在所述多旋翼无人机的机身与机臂的连接处的机身或机臂上。4.根据权利要求1所述的空中起桨控制系统，其特征在于，所述位置反馈单元为光电传感器；所述总控制单元为嵌入式单片机系统。5.一种如权利要求1
‑
4任意一项所述的空投式多旋翼无人机动力装置的空中起桨控制方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：S1）当母机飞行至任务区域上方时，母机控制多旋翼无人机进行自主上电，同时给出释放信号，多旋翼无人机与母机进行分离，多旋翼无人机自带减速伞打开；S2）多旋翼无人机检测到所述释放信号后，总控制单元通过机臂折叠机构控制单元进行展臂动作，当展臂到预定位置后，即完成执行S2)，否则继续进行展臂动作；S3）所述总控制单元通过旋翼机动力控制单元解除动力装置刹车，并进行起桨动作，满足正常工作模式要求则确...
【专利技术属性】
技术研发人员：田震，王超阳，卜春光，孟旭航，解赛鹏，杜锐，
申请(专利权)人：航天时代飞鸿技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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