[發明專利]無人動力三角翼操縱位移測量裝置及其標定方法

有效

• 申請號: 201310099995.7
• 申請日: 2013-03-26
• 公開（公告）號: CN103217132A
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發明（設計）人: 范國梁;易建強;常紅星;袁如意;高俊龍
• 申請（專利權）人: 中國科學院自動化研究所
• 主分類號: G01B21/02
• 分類號: G01B21/02
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

技術領域

本發明屬于檢測技術領域，涉及操縱位移的測量裝置及其標定方法，特別涉及無人動力三角翼的俯仰滾轉操縱位移的測量裝置及其標定方法。

背景技術

動力三角翼是一種帶有動力的具有良好滑翔性能的輕型飛行器，它的主要特點：造價低廉，結構簡單，可快速拆裝折疊進行車載、船載和航空運輸；超低空飛行性能好；起降距離短，安全可靠，操作簡單易學。可以在草地、簡易機場、公路起降，廣泛應用于旅游、運輸、石油化學管道勘察、農用滅蟲、森林防火預警、航空拍攝、飛行訓練、搶險救災、警察巡邏、禁伐(漁、獵)等禁區檢查、空中指揮、環境監控、特種作戰、邊遠地區的反恐、緝毒查私和通信中繼緊急求援等任務。還可滿足漁業、農場業、養蜂業、地質勘察業、科學考察業和體育運動等行業的需求。

動力三角翼載荷較大，一般可以達到250公斤。因此將動力三角翼改裝為無人機，將形成大約200公斤的載荷能力(除去無人化改裝本身增加的設備重量50公斤左右)。無人動力三角翼的這種載荷能力與傳統氣動布局無人機相比，將具備有明顯的優勢，因為相同翼展的無人機載荷能力較低，造價卻高達數百萬。因此無人動力三角翼將具有顯著的經濟效益和實用價值。

但是無人動力三角翼設計的前提是將現有的有人動力三角翼的操縱裝置，改為無人操縱的電動裝置。為了對無人動力三角翼進行自主控制，需要對無人動力三角翼的模型進行建模，因此需要在飛行的不同階段(滑跑、爬升、平飛、轉彎、下降、剎車)進行操縱位移測量。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明所要解決的技術問題是提供一種無人動力三角翼的操縱位移測量裝置及其標定方法，以實現無人動力三角翼在不同的飛行階段(滑跑、爬升、平飛、轉彎、下降、剎車)對操縱位移的測量。

(二)技術方案

為解決上述技術問題，本發明提出一種無人動力三角翼操縱位移測量裝置，所述無人動力三角翼包括龍骨、機體骨架、機翼、主操縱桿和后機體骨架，所述龍骨位于所述機翼的中部且與該機翼固聯，所述無人動力三角翼操縱位移測量裝置包括馬鞍形件、套筒、安裝平板、滾轉位移編碼器、俯仰位移編碼器、內夾板、外夾板、龍骨齒輪和小齒輪，所述馬鞍形件呈馬鞍形，包括位于中部的主體和位于主體下部的左下邊塊和右下邊塊，所述主體是一個下凹形板狀構件，所述左下邊塊和右下邊塊上各開有一個俯仰軸孔，所述兩個俯仰軸孔共軸且孔徑相同；所述套筒是一個中空的圓筒，用于穿過所述龍骨，其外表面與所述馬鞍形件的主體的下凹部分完全貼合；所述安裝平板是板狀構件，其內部具有一個大圓孔和一個小圓孔，大圓孔用于與所述套筒連接，小圓孔用于與所述滾轉位移編碼器連接；所述滾轉位移編碼器與小齒輪通過所述小圓孔以滾轉編碼器中心線為中心軸同心安裝，所述龍骨齒輪與小齒輪嚙合；所述俯仰位移編碼器、內夾板、外夾板通過所述左下邊塊上的俯仰軸孔并以俯仰編碼器中心線為中心軸同心安裝。

根據本發明的一種具體實施方式，所述套筒由尼龍材料制成。

根據本發明的一種具體實施方式，所述龍骨穿過所述套筒，與所述套筒的內表面光滑貼合安裝，并且所述龍骨與所述龍骨齒輪固定連接，所述俯仰位移編碼器與所述機體骨架固定連接。

本發明還提出一種無人動力三角翼操縱位移測量裝置的標定方法，用于標定如前所述的無人動力三角翼操縱位移測量裝置的滾轉操縱位移測量，包括如下步驟：將所述滾轉位移編碼器輸出的滾轉位移測量數據脈沖轉換為小齒輪的滾轉角度；將小齒輪滾轉角度乘以所述龍骨齒輪與小齒輪之間的減速比，得到機翼的滾轉位移。

本發明還提出一種無人動力三角翼操縱位移測量裝置的標定方法，用于標定如前述的無人動力三角翼操縱位移測量裝置的滾轉操縱位移測量，其特征在于，包括如下步驟：將所述俯仰位移編碼器輸出的俯仰位移測量數據脈沖直接轉換為機翼俯仰位移。

(三)有益效果

本發明在不影響無人動力三角翼原有的操縱力結構的基礎上增加新的測量裝置，不會改變原有的飛機力學傳導路線，不會影響飛行安全。

本發明可以在無人動力三角翼不同的飛行階段(滑跑、爬升、平飛、轉彎、下降、剎車)對操縱位移進行過實時測量，完成實時數據的高速率采集。

附圖說明

圖1是本發明的無人動力三角翼操縱位移測量裝置的結構示意圖；

圖2是本發明的無人動力三角翼操縱位移測量裝置的安裝位置的示意圖；

圖3A是本發明的滾轉操縱位移測量標定方法流程圖；

圖3B是本發明的俯仰操縱位移測量標定方法流程圖。

具體實施方式