專利名稱：一種低空飛行機(jī)器人的自主飛行控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及到一種能夠控制自主飛行的低空飛行器，尤其涉及到一種 可以自主飛行的模型直升機(jī)。
背景技術(shù)：
隨著生活水平的不斷提高和科技水平的持續(xù)發(fā)展，遙控飛行活動(dòng)已成為了 我國和世界其他各國的一種新興高科技活動(dòng)，吸引了成千上萬的遙控飛行愛好 者參與。在飛行遙控的技術(shù)發(fā)展上也取得了非常大的進(jìn)步，不過現(xiàn)今卻還沒有 一種可以與機(jī)器人控制技術(shù)相結(jié)合的自主低空飛行機(jī)器人的自主飛行控制器， 如果可以將遙控飛行技術(shù)與機(jī)器人系統(tǒng)相結(jié)合，那就可以實(shí)現(xiàn)無人飛行、安全 可靠、并可替代有人飛行器去完成一些危險(xiǎn)的任務(wù)?；谏鲜鲈?，本發(fā)明人 設(shè)計(jì)了本實(shí)用新型"一種低空飛行機(jī)器人的自主飛行控制器"實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足所要解決的技術(shù)問題是提供一種無 人的自主低空飛行機(jī)器人的自主飛行控制器。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種低空飛行機(jī)器人的自主飛行控制器，包括一模型直升機(jī)，所述的低空 飛行機(jī)器人的自主飛行控制器還包括一用于控制模型直升機(jī)動(dòng)作的飛控控制 器、 一無線電網(wǎng)絡(luò)通訊裝置、 一地面監(jiān)控計(jì)算機(jī)和一工程作業(yè)任務(wù)裝置。
所述的模型直升機(jī)裝備有紅外線自動(dòng)平衡儀，該紅外線自動(dòng)平衡儀裝設(shè)有 一用于感知模型直升機(jī)側(cè)移和俯仰以及回饋給升降舵和副翼舵加以修正飛行姿態(tài)的兩軸紅外線感應(yīng)器。所述的紅外線自動(dòng)平衡儀型號為CPD4。所述的飛控控制器由中央飛控計(jì)算機(jī)、飛行姿態(tài)傳感器、飛行位置傳感器 和機(jī)器人舵機(jī)驅(qū)動(dòng)器組成。中央飛控計(jì)算機(jī)為嵌入式控制器，型號為鴻格I-7188EX，飛行姿態(tài)傳感器為電子羅盤Honeywell HMR3300，飛行位置傳感器為 GPS接收機(jī)Crescent OEM空中流動(dòng)站。所述的無線電網(wǎng)絡(luò)通訊裝置為一對點(diǎn)對點(diǎn)通訊的企業(yè)級無線網(wǎng)橋。所述的 企業(yè)級無線網(wǎng)橋?yàn)榘速悹朅X7000BG。所述的地面監(jiān)控計(jì)算機(jī)裝設(shè)有GPS接收機(jī)。所述的工程作業(yè)任務(wù)裝置為視頻網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)。所述的視頻網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)型號 為SONY SNC-RZ30P。本實(shí)用新型的操作流程是地面監(jiān)控計(jì)算機(jī)發(fā)出起飛指令，讓模型直升機(jī)飛到指定的高度懸停。如果 模型直升機(jī)的側(cè)移和俯仰發(fā)生了改變，模型直升機(jī)上一個(gè)兩軸的紅外線熱平衡 儀就會(huì)向相關(guān)舵機(jī)給出信號將模型直升機(jī)恢復(fù)到平衡狀態(tài)；如果模型直升機(jī)在 外界氣象因素的影響下，空間位置改變(側(cè)滑或者升高或降低)，低空模型直升 機(jī)上的GPS就會(huì)把這變化數(shù)據(jù)傳送至飛控中心計(jì)算機(jī)，飛控中心計(jì)算機(jī)就會(huì)讓相關(guān)舵機(jī)動(dòng)作，把它恢復(fù)到懸停時(shí)的空間位置；如果它的機(jī)頭方向發(fā)生了改變， 低空飛行機(jī)器人的自主飛行控制器中的電子羅盤Honeywell HMR3300，就會(huì)把這改變數(shù)據(jù)傳送至飛控中心計(jì)算機(jī)，飛控中心計(jì)算機(jī)就會(huì)讓相關(guān)舵機(jī)動(dòng)作，把它 的機(jī)頭方向恢復(fù)到懸停時(shí)的原始方向。地面監(jiān)控計(jì)算機(jī)發(fā)出航線飛行指令，模型直升機(jī)就會(huì)在低空飛行機(jī)器人的
自主飛行控制器的控制下，按照預(yù)先設(shè)定的航跡，完成自主飛行。返回后的低空模型直升機(jī)，由無線電遙控器接管，人工操縱它安全著陸。 本實(shí)用新型一種低空飛行機(jī)器人的自主飛行控制器的有益效果是1) .可無人飛行、安全可靠、可替代有人飛行器去完成一些危險(xiǎn)的任務(wù)， 即使發(fā)生了飛行意外也不會(huì)造成人員的直接傷亡。2) .可垂直起飛和降落、無需任何輔助裝置、不需要專門的機(jī)場和跑道、 對環(huán)境要求極低、在野外隨處可起飛和降落、展開時(shí)間短。3) .飛行精度高，可長時(shí)間懸停、可前飛、后飛、側(cè)飛、盤旋等。速度可 控范圍大，有極高的飛行品質(zhì)。4) .智能化程度高、可實(shí)現(xiàn)超視距測控飛行、程控自主飛行及自動(dòng)返航等 多種先進(jìn)功能。操作十分簡便有效，有較強(qiáng)的容錯(cuò)能力。5) .可搭載多種任務(wù)設(shè)備、運(yùn)用范圍廣。6) .系統(tǒng)性能穩(wěn)定可靠、機(jī)動(dòng)靈活，所需機(jī)組成員人數(shù)和技能要求少于有 人飛行器，遠(yuǎn)程轉(zhuǎn)場作業(yè)靠地面運(yùn)輸來完成，運(yùn)營成本低。7) .由于低空模型直升機(jī)系統(tǒng)偏重于超低空作業(yè)，作業(yè)所受到約束少。8) .通過切換還可以進(jìn)行手動(dòng)飛行。另外其可廣泛運(yùn)用于地理信息、環(huán)境保護(hù)、防災(zāi)減災(zāi)、生態(tài)建設(shè)、信息化 建設(shè)、科學(xué)研究等領(lǐng)域。


以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。圖l是本實(shí)用新型的系統(tǒng)原理圖；圖2是本實(shí)用新型的飛控程序流程圖；圖3是本實(shí)用新型的機(jī)載系統(tǒng)電路圖4是本實(shí)用新型的GPS差分地面系統(tǒng)電路圖； 圖5是本實(shí)用新型的地面系統(tǒng)電路圖。 附圖標(biāo)號說明1、模型直升機(jī) 2、飛控控制器22、飛行姿態(tài)傳感器 23、飛行位置傳感器 3、無線電網(wǎng)絡(luò)通訊裝置4、地面監(jiān)控計(jì)算機(jī)21、中央飛控計(jì)算機(jī) 24、舵機(jī)驅(qū)動(dòng)單元 5、工程作業(yè)裝置具體實(shí)施方式
參照圖1至圖5，本實(shí)用新型是這樣實(shí)施的一種低空飛行機(jī)器人的自主飛行控制器，包括一模型直升機(jī)(1)，所述低 空飛行機(jī)器人的自主飛行控制器還包括一用于控制模型直升機(jī)(1)動(dòng)作的飛控控制器(2)、 一無線電網(wǎng)絡(luò)通訊裝置(3)、 一地面監(jiān)控計(jì)算機(jī)(4)和一工程作 業(yè)裝置(5)。模型直升機(jī)(1)裝備有紅外線自動(dòng)平衡儀，該紅外線自動(dòng)平衡儀裝設(shè)有一 用于感知模型直升機(jī)(1)側(cè)移和俯仰以及回饋給升降舵和副翼舵加以修正飛行 姿態(tài)的兩軸紅外線感應(yīng)器，該紅外線自動(dòng)平衡儀型號為CPD4。飛控控制器(2)由中央飛控計(jì)算機(jī)(21)、飛行姿態(tài)傳感器(22)、飛行位 置傳感器(23)和機(jī)器人舵機(jī)驅(qū)動(dòng)單元(24)組成。其中中央飛控計(jì)算機(jī)(21) 為嵌入式控制器，型號為鴻格I-7188EX,飛行姿態(tài)傳感器(22)為電子羅盤 Honeywell HMR3300，飛行位置傳感器(23)為GPS接收機(jī)Crescent 0EM空中流 動(dòng)站。無線電網(wǎng)絡(luò)通訊裝置(3)為一對點(diǎn)對點(diǎn)通訊的企業(yè)級無線網(wǎng)橋，該企業(yè)級 無線網(wǎng)橋?yàn)榘速悹朅X7000BG。地面監(jiān)控計(jì)算機(jī)(24)裝設(shè)有GPS接收機(jī)。
工程作業(yè)裝置(5)為視頻網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，在本實(shí)施例中視頻網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)型號為S0NY SNC-RZ30P。本實(shí)用新型的操作流程是地面監(jiān)控計(jì)算機(jī)(24)發(fā)出起飛指令，讓模型直升機(jī)(1)飛到指定的高度 懸停。如果模型直升機(jī)(1)的側(cè)移和俯仰發(fā)生了改變，低空飛行機(jī)器人的自主 飛行控制器上一個(gè)兩軸的紅外線熱平衡儀就會(huì)向相關(guān)舵機(jī)給出信號將模型直升 機(jī)(1)恢復(fù)到平衡狀態(tài)；如果模型直升機(jī)(1)在外界氣象因素的影響下，空 間位置改變(側(cè)滑或者升高或降低)，低空模型直升機(jī)上的GPS就會(huì)把這變化數(shù) 據(jù)傳送至中央飛控計(jì)算機(jī)，中央飛控計(jì)算機(jī)就會(huì)讓相關(guān)舵機(jī)動(dòng)作，把它恢復(fù)到 懸停時(shí)的空間位置；如果它的機(jī)頭方向發(fā)生了改變，低空飛行機(jī)器人的自主飛 行控制器中的電子羅盤Honeywell HMR3300，就會(huì)把這改變數(shù)據(jù)傳送至中央飛控 計(jì)算機(jī)，中央飛控計(jì)算機(jī)就會(huì)讓相關(guān)舵機(jī)動(dòng)作，把它的機(jī)頭方向恢復(fù)到懸停時(shí) 的原始方向。地面監(jiān)控計(jì)算機(jī)(24)發(fā)出航線飛行指令，低空模型直升機(jī)就會(huì)在低空飛 行機(jī)器人的自主飛行控制器的控制下，按照預(yù)先設(shè)定的航跡，完成自主飛行， 返回后的低空模型直升機(jī)，由無線電遙控器接管，人工操縱它安全著陸。以上所述，僅是本實(shí)用新型一種低空飛行機(jī)器人的自主飛行控制器的較佳 實(shí)施例而已，并非對本實(shí)用新型的技術(shù)范圍作任何限制，凡是依據(jù)本實(shí)用新型 的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上的實(shí)施例所作的任何細(xì)微修改、等同變化與修飾，均仍屬于 本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種低空飛行機(jī)器人的自主飛行控制器，包括一模型直升機(jī)(1)，其特征在于所述的低空飛行機(jī)器人的自主飛行控制器還包括一用于控制模型直升機(jī)(1)動(dòng)作的飛控控制器(2)、一無線電網(wǎng)絡(luò)通訊裝置(3)、一地面監(jiān)控計(jì)算機(jī)(4)和一工程作業(yè)裝置(5)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低空飛行機(jī)器人的自主飛行控制器，其特征在于所 述的模型直升機(jī)(1)裝備有紅外線自動(dòng)平衡儀，該紅外線自動(dòng)平衡儀裝設(shè)有一 用于感知模型直升機(jī)(1)側(cè)移和俯仰以及回饋給升降舵和副翼舵加以修正飛行 姿態(tài)的兩軸紅外線感應(yīng)器。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的低空飛行機(jī)器人的自主飛行控制器，其特征在于所 述的紅外線自動(dòng)平衡儀型號為CPD4。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的低空飛行機(jī)器人的自主飛行控制器，其特征在 于所述的飛控控制器(2)由中央飛控計(jì)算機(jī)(21)、飛行姿態(tài)傳感器(22)、飛 行位置傳感器(23)和機(jī)器人舵機(jī)驅(qū)動(dòng)單元(24)組成。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的低空飛行機(jī)器人的自主飛行控制器，其特征在于所 述的中央飛控計(jì)算機(jī)(21)為嵌入式控制器，型號為鴻格I-7188EX,飛行姿態(tài) 傳感器(22)為電子羅盤Honeywell HMR3300，飛行位置傳感器(23)為GPS接 收機(jī)Crescent 0EM空中流動(dòng)站。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低空飛行機(jī)器人的自主飛行控制器，其特征在于所 述的無線電網(wǎng)絡(luò)通訊裝置(3)為一對點(diǎn)對點(diǎn)通訊的企業(yè)級無線網(wǎng)橋。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的低空飛行機(jī)器人的自主飛行控制器，其特征在于所 述的企業(yè)級無線網(wǎng)橋?yàn)榘速悹朅X7000BG。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低空飛行機(jī)器人的自主飛行控制器，其特征在于所 述的地面監(jiān)控計(jì)算機(jī)(4)裝設(shè)有GPS接收機(jī)。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低空飛行機(jī)器人的自主飛行控制器，其特征在于所 述的工程作業(yè)裝置(5)為視頻網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)。
10、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的低空飛行機(jī)器人的自主飛行控制器，其特征在于 所述的視頻網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)型號為SONY SNORZ30P。
專利摘要本實(shí)用新型涉及到一種低空飛行機(jī)器人的自主飛行控制器，尤其涉及到一種可以自主飛行的飛行器。其包括一模型直升機(jī)，所述的低空飛行機(jī)器人的自主飛行控制器還包括一用于控制模型直升機(jī)動(dòng)作的飛控控制器、一無線電網(wǎng)絡(luò)通訊裝置、一地面監(jiān)控計(jì)算機(jī)和一工程作業(yè)任務(wù)裝置。本實(shí)用新型一種低空飛行機(jī)器人的自主飛行控制器的有益效果是可無人飛行、安全可靠、可替代有人飛行器去完成一些危險(xiǎn)的任務(wù)，即使發(fā)生了飛行意外也不會(huì)造成人員的直接傷亡，其可廣泛運(yùn)用于地理信息、環(huán)境保護(hù)、防災(zāi)減災(zāi)、生態(tài)建設(shè)、信息化建設(shè)、科學(xué)研究等領(lǐng)域。
文檔編號G05D1/00GK201035405SQ20072006307
公開日2008年3月12日 申請日期2007年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月27日
發(fā)明者李子恩, 軍 邱 申請人:邱 軍;李子恩