[發(fā)明專利]一種無(wú)人直升機(jī)地面控制終端設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210563881.9
• 申請(qǐng)日: 2012-12-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103885452A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 涂天佳;曾國(guó)貴;田學(xué)穩(wěn);宋海薇;張大高;孫欣鑫;李瑜強(qiáng);張璞;劉麗君
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)直升機(jī)設(shè)計(jì)研究所
• 主分類號(hào): G05D1/10
• 分類號(hào): G05D1/10
• 代理公司: 中國(guó)航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無(wú)人直升機(jī)地面測(cè)控領(lǐng)域，涉及一種針對(duì)無(wú)人直升機(jī)的新型控制終端設(shè)備。?

背景技術(shù)

據(jù)有關(guān)資料記載和目前廣泛用在無(wú)人直升機(jī)系統(tǒng)上的地面操縱終端設(shè)備，主要采用航模控制器FUTABA進(jìn)行改裝，其結(jié)構(gòu)是，塑料外殼上布置兩個(gè)二自由度的搖桿機(jī)構(gòu)，用于控制總距、俯仰周期變距、橫滾周期變距以及尾槳距，左邊搖桿機(jī)構(gòu)前端布置一個(gè)旋鈕，用于控制風(fēng)門開(kāi)度，兩個(gè)搖桿中間后部布置了一個(gè)電源開(kāi)關(guān)。此種設(shè)備采用RS422串口連接至地面測(cè)控站上，將采集到的各桿量值通過(guò)固定的數(shù)據(jù)通訊協(xié)議傳輸至無(wú)人直升機(jī)機(jī)載設(shè)備，以達(dá)到對(duì)無(wú)人直升機(jī)的實(shí)時(shí)飛行控制要求。但是，因該設(shè)備終端操縱模式單一，直接對(duì)距進(jìn)行操作，操作難度大，飛行員需通過(guò)肉眼觀測(cè)獲取直升機(jī)飛行姿態(tài)信息，掌握的數(shù)據(jù)信息不多，對(duì)使用飛行員的要求非常高，存在較大的飛行安全隱患。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是：提供一種具有多樣操縱模式且操縱簡(jiǎn)易的無(wú)人直升機(jī)地面測(cè)控站飛行員控制終端設(shè)備。?

本發(fā)明的技術(shù)方案是：?

一種無(wú)人直升機(jī)地面控制終端設(shè)備，它由二自由度控制手柄與顯示終端組合而成，其控制手柄與顯示終端通過(guò)航插與地面測(cè)控站相連，并經(jīng)由地面測(cè)控站鏈路系統(tǒng)將控制命令發(fā)送至無(wú)人直升機(jī)機(jī)載設(shè)?備，控制其在垂直起降模式、手動(dòng)飛行模式或者緊急控制模式下進(jìn)行飛行；其中，?

控制手柄包括：手柄機(jī)構(gòu)、數(shù)據(jù)采集卡、傳感器以及數(shù)據(jù)處理器；其中手柄機(jī)構(gòu)下端裝有數(shù)據(jù)采集卡，數(shù)據(jù)采集卡通過(guò)傳感器分別采集手柄機(jī)構(gòu)上面板左右按鈕、力感應(yīng)式推鈕、手柄后面食指握桿處線性推拉鈕以及手柄前后左右兩個(gè)方向上的控制量信號(hào)，數(shù)據(jù)處理器對(duì)信號(hào)并進(jìn)行濾波處理和數(shù)據(jù)編碼后，通過(guò)RS422總線組播發(fā)送至地面測(cè)控站與顯控系統(tǒng)上；?

在垂直起降模式下：?

手柄機(jī)構(gòu)上力感應(yīng)式推鈕實(shí)現(xiàn)無(wú)人直升機(jī)爬升與下降飛行；手柄機(jī)構(gòu)向左、右打桿操縱，實(shí)現(xiàn)無(wú)人直升機(jī)向左、右懸停飛行；手柄機(jī)構(gòu)向前、后打桿操縱，實(shí)現(xiàn)無(wú)人直升機(jī)向前、后懸停飛行；食指握桿處線性推拉鈕推操作與拉操作，實(shí)現(xiàn)無(wú)人直升機(jī)懸停左、右回轉(zhuǎn)飛行；上面板左、右按鈕，實(shí)現(xiàn)無(wú)人直升機(jī)左、右轉(zhuǎn)飛行；手柄處在空擋狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)無(wú)人直升機(jī)的懸停飛行；?

在手動(dòng)飛行模式下：?

手柄機(jī)構(gòu)上力感應(yīng)式推鈕實(shí)現(xiàn)無(wú)人直升機(jī)爬升與下降飛行；手柄機(jī)構(gòu)向左、右打桿操縱，實(shí)現(xiàn)無(wú)人直升機(jī)向左、右協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)彎飛行；手柄機(jī)構(gòu)向前打桿，實(shí)現(xiàn)無(wú)人直升機(jī)增加到最大向前速度飛行；手柄機(jī)構(gòu)向后前打桿，實(shí)現(xiàn)無(wú)人直升機(jī)向后；上面板左、右按鈕，實(shí)現(xiàn)無(wú)人直升機(jī)向左、右懸停飛行；手柄處在空擋狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)無(wú)人直升機(jī)的懸停飛行；?

在緊急控制模式下：?

手柄機(jī)構(gòu)上力感應(yīng)式推鈕操縱實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)人直升機(jī)總距控制；手柄機(jī)構(gòu)向左、右打桿操縱，實(shí)現(xiàn)無(wú)人直升機(jī)橫向周期變距控制；手柄機(jī)構(gòu)向前、后打桿，實(shí)現(xiàn)無(wú)人直升機(jī)縱向周期變距控制；食指握桿處線性推拉鈕推操作與拉操作，實(shí)現(xiàn)無(wú)人直升機(jī)尾槳距控制；手柄處在空擋狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)無(wú)人直升機(jī)的空擋操縱；?

所述的濾波處理為：在一個(gè)數(shù)據(jù)發(fā)送周期內(nèi)，將采集到的傳感器電壓值進(jìn)行去跳變處理及數(shù)平均處理，處理后的值進(jìn)行下一步編碼，從而完成濾波處理；?

所述的數(shù)據(jù)編碼包括：兩個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)識(shí)別幀頭、一個(gè)字節(jié)前后方向操縱量采集后編碼值、一個(gè)字節(jié)左右方向操縱量采集后編碼值、一個(gè)字節(jié)力感應(yīng)式推鈕操縱量采集后編碼值、一個(gè)字節(jié)食指握桿處線性推拉鈕操縱量采集后編碼值、一個(gè)字節(jié)上面板兩個(gè)按鈕開(kāi)關(guān)量編碼值及一個(gè)字節(jié)校驗(yàn)和值。?

顯示終端顯示控制手柄桿量數(shù)據(jù)、直升機(jī)飛行遙測(cè)數(shù)據(jù)、地理信息數(shù)據(jù)以及視頻數(shù)據(jù)。?

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：?

本發(fā)明為嵌入式控制設(shè)備，采用控制桿與顯示系統(tǒng)分開(kāi)布置結(jié)構(gòu)，使飛行員對(duì)無(wú)人直升機(jī)的操縱更加合理、簡(jiǎn)便；應(yīng)用嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)技術(shù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、處理與顯示，功能更全，性能更高，重量更輕便，使用壽命更長(zhǎng)。?

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的外形圖。?

圖2為本發(fā)明的手柄功能定義圖表。?

具體實(shí)施方式

下面對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。?

一種無(wú)人直升機(jī)地面控制終端設(shè)備，它由二自由度控制手柄與顯示終端組合而成，其控制手柄與顯示終端通過(guò)航插與地面測(cè)控站相連，并經(jīng)由地面測(cè)控站鏈路系統(tǒng)將控制命令發(fā)送至無(wú)人直升機(jī)機(jī)載設(shè)備，控制其在垂直起降模式、手動(dòng)飛行模式或者緊急控制模式下進(jìn)行飛行；其中，?