姿势控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种姿势控制装置。旋翼控制装置(50)具有垂直旋翼控制部(72)、水平旋翼控制部(74)和分配指令值计算部(66)，其中，所述垂直旋翼控制部(72)根据第1分配指令值来控制各个VTOL旋翼(18)；所述水平旋翼控制部(74)根据第2分配指令值来控制各个巡航旋翼(22)；所述分配指令值计算部(66)将第1分配指令值设定为偏航力矩的指令值与第2分配指令值的差，在偏航力矩的指令值小于阈值的情况下将第2分配指令值的大小设定为0，在偏航力矩的指令值在阈值以上的情况下将第2分配指令值的大小设定为比0大。据此，能够使机身的姿势稳定。能够使机身的姿势稳定。能够使机身的姿势稳定。

【技术实现步骤摘要】
姿势控制装置


[0001]本专利技术涉及一种姿势控制装置。

技术介绍

[0002]在美国专利申请公开第2021/0245873号说明书中公开一种VTOL航空器。该VTOL航空器通过使向第1方向旋转的垂直旋翼的旋转速度和向第2方向旋转的垂直旋翼的旋转速度产生差异来在偏航方向上旋转。

技术实现思路

[0003]在美国专利申请公开第2021/0245873号说明书所公开的技术中，存在在所要求的偏航力矩过大的情况下无法通过垂直旋翼产生足够大小的偏航力矩，由此不能使机身的姿势稳定的技术问题。
[0004]本专利技术的目的在于解决上述的技术问题。
[0005]本专利技术的方式是一种姿势控制装置，其进行航空器的机身的姿势控制，所述航空器具有在垂直方向上产生推力(thrust)的多个垂直旋翼和在水平方向上产生推力的多个水平旋翼，该姿势控制装置具有偏航力矩指令值计算部、分配指令值计算部、垂直旋翼控制部和水平旋翼控制部，其中，所述偏航力矩指令值计算部计算作用于所述机身的偏航力矩的指令值；所述分配指令值计算部根据所述偏航力矩的指令值来计算第1分配指令值和第2分配指令值；所述垂直旋翼控制部根据所述第1分配指令值来控制各个所述垂直旋翼；所述水平旋翼控制部根据所述第2分配指令值来控制各个所述水平旋翼，所述分配指令值计算部将所述第1分配指令值设定为所述偏航力矩的指令值与所述第2分配指令值的差，在所述偏航力矩的指令值小于阈值的情况下，所述分配指令值计算部将所述第2分配指令值的大小设定为0，在所述偏航力矩的指令值在所述阈值以上的情况下，所述分配指令值计算部将所述第2分配指令值的大小设定为比0大。
[0006]根据本专利技术，能够使机身的姿势稳定。
[0007]根据参照附图对以下实施方式进行的说明，上述的目的、特征和优点应易于被理解。
附图说明
[0008]图1是航空器的示意图。
[0009]图2是表示电力供给系统的结构的图。
[0010]图3是表示电力供给系统的结构的图。
[0011]图4是旋翼控制装置的控制框图。
[0012]图5是表示偏航力矩指令值、偏航力矩指令值的移动平均和第2分配指令值的时间变化的例子的曲线图。
[0013]图6是表示在旋翼控制装置中进行的旋翼控制的处理流程的流程图。
具体实施方式
[0014]〔第1实施方式〕[航空器的结构]图1是航空器10的示意图。本实施方式的航空器10是电动垂直起降飞机(eVTOL飞机)。本实施方式的航空器10通过电动马达来驱动旋翼。本实施方式的航空器10通过旋翼来产生垂直方向的推力和水平方向的推力。另外，本实施方式的航空器10是混合动力航空器。本实施方式的航空器10具有电动发电机和电池作为电动马达的电源。
[0015]航空器10具有机身12。在机身12设置有驾驶舱、机舱等。在驾驶舱搭乘驾驶员，对航空器10进行操纵。在机舱搭乘搭乘者等。航空器10也可以不搭乘驾驶员而自动进行操纵。
[0016]航空器10具有前翼14和后翼16。前翼14被安装于比机身12的重心G靠前方的位置。后翼16被安装于比机身12的重心G靠后方的位置。当航空器10向前方移动时，前翼14和后翼16分别产生升力。
[0017]航空器10具有8个VTOL旋翼18。8个VTOL旋翼18是指旋翼18Fla、旋翼18FLb、旋翼18RLa、旋翼18RLb、旋翼18Fra、旋翼18FRb、旋翼18RRa和旋翼18RRb。VTOL旋翼18分别相当于本专利技术的垂直旋翼。
[0018]旋翼18Fla、旋翼18FLb、旋翼18RLa和旋翼18RLb被安装于悬臂20L。悬臂20L沿前后方向延伸。悬臂20L被安装于前翼14和后翼16。悬臂20L相对于重心G被设置于其左侧。即，旋翼18Fla、旋翼18FLb、旋翼18RLa和旋翼18RLb相对于重心G被配置于其左侧。
[0019]旋翼18Fra、旋翼18FRb、旋翼18RRa和旋翼18RRb被安装于悬臂20R。悬臂20R沿前后方向延伸。悬臂20R被安装于前翼14和后翼16。悬臂20R相对于重心G被设置于其右侧。即，旋翼18Fra、旋翼18FRb、旋翼18RRa和旋翼18RRb相对于重心G被配置于其右侧。
[0020]在从上方观察航空器10的状态下，旋翼18Fla、旋翼18RLa、旋翼18FRb和旋翼18RRb分别向左旋转。在从上方观察航空器10的状态下，旋翼18Fra、旋翼18RRa、旋翼18FLb和旋翼18RLb分别向右旋转。
[0021]VTOL旋翼18的各个旋转轴(未图示)沿上下方向延伸。VTOL旋翼18分别通过调整旋翼的转速和叶片的俯仰角度(pitch angle)来控制推力。VTOL旋翼18分别在垂直起飞时、从垂直起飞向巡航转移时、从巡航向垂直降落转移时、垂直降落时、空中悬停时等。另外，VTOL旋翼18分别用于姿势控制时。VTOL旋翼18的各个旋转轴也可以相对于上下方向带有几度的角度(倾斜)。
[0022]通过控制8个VTOL旋翼18各自的推力来产生升起推力。升起推力表示垂直方向的推力。升起推力的大小根据8个VTOL旋翼18的各个推力的合计来确定。
[0023]通过控制8个VTOL旋翼18各自的推力来对机身12作用滚转力矩。滚转力矩的大小根据相对于重心G被配置于其左侧的4个VTOL旋翼18的各个推力的合计、和相对于重心G被配置于其右侧的4个VTOL旋翼18的各个推力的合计的差来确定。
[0024]相对于重心G被配置于其左侧的4个VTOL旋翼18是指旋翼18Fla、旋翼18FLb、旋翼18RLa和旋翼18RLb。相对于重心G被配置于其右侧的4个VTOL旋翼18是指旋翼18Fra、旋翼18FRb、旋翼18RRa和旋翼18RRb。
[0025]通过控制8个VTOL旋翼18各自的推力来对机身12作用俯仰力矩。俯仰力矩的大小根据相对于重心G被配置于其前方的4个VTOL旋翼18的各个推力的合计和相对于重心G被配
置于其后方的4个VTOL旋翼18的各个推力的合计的差来确定。
[0026]相对于重心G被配置于其前方的4个VTOL旋翼18是指旋翼18Fla、旋翼18FLb、旋翼18Fra和旋翼18FRb。相对于重心G被配置于其后方的4个VTOL旋翼18是指旋翼18RLa、旋翼18RLb、旋翼18RRa和旋翼18RRb。
[0027]通过控制8个VTOL旋翼18各自的反扭矩来对机身12作用偏航力矩。偏航力矩的大小根据向左旋转的4个VTOL旋翼18各自的反扭矩的合计与向右旋转的4个VTOL旋翼18各自的反扭矩的合计的差来确定。
[0028]在VTOL旋翼18各自的旋转轴相对于上下方向带有几度的角度(倾斜)的情况下，通过VTOL旋翼18在机身12的侧面方向产生推力。在该情况下，除了前述的反扭矩的合计的差以外，偏航力矩的大小根据通过向机身12的左旋转方向生成的推力产生的力矩和通过向机身12的右旋转方向生成的推力产生的力矩的差来确定。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种姿势控制装置(50)，其进行航空器(10)的机身(12)的姿势控制，所述航空器(10)具有在垂直方向上产生推力的多个垂直旋翼(18)和在水平方向上产生推力的多个水平旋翼(22)，其特征在于，具有偏航力矩指令值计算部(62)、分配指令值计算部(66)、垂直旋翼控制部(72)和水平旋翼控制部(74)，其中，所述偏航力矩指令值计算部(62)计算作用于所述机身的偏航力矩的指令值；所述分配指令值计算部(66)根据所述偏航力矩的指令值来计算第1分配指令值和第2分配指令值；所述垂直旋翼控制部(72)根据所述第1分配指令值来控制各个所述垂直旋翼；所述水平旋翼控制部(74)根据所述第2分配指令值来控制各个所述水平旋翼，所述分配指令值计算部将所述第1分配指令值设定为所述偏航力矩的指令值与所述第2分配指令值的差，...

【专利技术属性】
技术研发人员：辻本竜太，
申请(专利权)人：本田技研工业株式会社，
类型：发明
国别省市：