[實(shí)用新型]一種基于多傳感器的四旋翼機(jī)翼振動(dòng)檢測控制裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201920796648.2
• 申請(qǐng)日: 2019-05-29
• 公開（公告）號(hào): CN210258828U
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邱志成;朱許先;張文政
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): B64C27/51
• 分類號(hào): B64C27/51;B64C27/625;B64F5/60
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 王東東

本實(shí)用新型公開了一種基于多傳感器的四旋翼機(jī)翼振動(dòng)檢測控制裝置，包括四旋翼機(jī)翼本體部分、檢測部分及控制部分；所述四旋翼機(jī)翼本體部分，包括四片機(jī)翼槳葉、槳轂、伺服電機(jī)及行星減速器，所述檢測部分包括激光測振儀及加速度傳感器，所述控制部分包括壓電陶瓷纖維片，每片機(jī)翼槳葉設(shè)置壓電陶瓷纖維片，本實(shí)用新型采用多個(gè)加速度傳感器和激光測振儀分別檢測四個(gè)機(jī)翼的振動(dòng)，通過融合多傳感器信息，采用MFC對(duì)機(jī)翼振動(dòng)進(jìn)行抑制，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)四旋翼機(jī)翼振動(dòng)的精確測量與快速有效的控制。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及機(jī)翼的振動(dòng)檢測控制領(lǐng)域，具體涉及一種基于多傳感器的四旋翼機(jī)翼振動(dòng)檢測控制裝置。

背景技術(shù)

直升機(jī)是旋翼飛行器的一種，是以旋翼作為其主要升力來源的垂直起落機(jī)。由于直升機(jī)具有獨(dú)特的飛行能力，使其在軍事與民用上都具有不可替代的重要作用，因此，直升機(jī)技術(shù)已成為一個(gè)相當(dāng)重要的研究領(lǐng)域。

但是由于直升機(jī)獨(dú)特的飛行原理和特殊的構(gòu)型，使得其動(dòng)力學(xué)問題尤為突出。直升機(jī)中存在許多旋轉(zhuǎn)部件，它們?cè)谶\(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)都會(huì)產(chǎn)生交變載荷，成為直升機(jī)的震源。旋翼是直升機(jī)的核心動(dòng)力部件，也是直升機(jī)的主要震源，旋翼主要包含多片細(xì)長的彈性槳葉，由于它所處的氣動(dòng)環(huán)境存在交變因素，作用在旋翼槳葉上的交變氣動(dòng)載荷，引起槳葉的彈性振動(dòng)，從而在槳轂上合成較大的交變載荷，激起機(jī)體振動(dòng)，過高的機(jī)體振動(dòng)會(huì)降低機(jī)內(nèi)各零部件的疲勞壽命和儀器設(shè)備的可靠性，并影響乘員和駕駛員的舒適性和工作效率，所以直升機(jī)的振動(dòng)檢測及其控制是直升機(jī)發(fā)展歷程中一直面臨的重要問題。

直升機(jī)減振大都采用被動(dòng)減振技術(shù)，但是，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，被動(dòng)控制已滿足不了人們對(duì)振動(dòng)環(huán)境、對(duì)產(chǎn)品與結(jié)構(gòu)振動(dòng)特性越來越高的要求，主動(dòng)控制技術(shù)由于自身潛在的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，已成為人們尋求的更為有效的減振途徑。

目前，智能旋翼是直升機(jī)的振動(dòng)主動(dòng)控制的一個(gè)很有效的方法。智能旋翼是在旋翼結(jié)構(gòu)中埋入分布式智能材料傳感器和驅(qū)動(dòng)器，直接驅(qū)動(dòng)槳葉產(chǎn)生變形，主要針對(duì)旋翼系統(tǒng)產(chǎn)生的振動(dòng)與噪聲進(jìn)行振動(dòng)主動(dòng)控制。智能旋翼從震源著手是治本的方法，又利用智能材料作動(dòng)元件質(zhì)量輕、體積小、響應(yīng)速度快的特殊屬性，具有廣闊的應(yīng)用前景。

實(shí)用新型內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)與不足，本實(shí)用新型提供一種基于多傳感器的四旋翼機(jī)翼振動(dòng)檢測控制裝置。

本實(shí)用新型通過多傳感器融合，可實(shí)現(xiàn)機(jī)翼振動(dòng)的精確檢測，并通過壓電材料進(jìn)行振動(dòng)抑制，實(shí)現(xiàn)機(jī)翼在不同轉(zhuǎn)速下的振動(dòng)檢測與抑制。

本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

一種基于多傳感器的四旋翼機(jī)翼振動(dòng)檢測控制裝置，包括四旋翼機(jī)翼本體部分、檢測部分及控制部分；

所述四旋翼機(jī)翼本體部分，包括四片機(jī)翼槳葉、槳轂、伺服電機(jī)及行星減速器，所述四片機(jī)翼槳葉旋向相同均為右旋機(jī)翼，四片機(jī)翼槳葉沿圓周對(duì)稱鉸接安裝在槳轂上，所述伺服電機(jī)通過行星減速器與槳轂連接，驅(qū)動(dòng)四片機(jī)翼槳葉旋轉(zhuǎn)；

所述檢測部分包括激光測振儀及加速度傳感器，每片機(jī)翼槳葉安裝一個(gè)加速度傳感器，所述激光測振儀有四個(gè)，沿同一圓周對(duì)稱設(shè)置在四旋翼機(jī)翼本體部分的上方，保證每個(gè)激光測振儀下方正對(duì)著機(jī)翼槳葉的中間位置；

所述加速度傳感器檢測機(jī)翼槳葉振動(dòng)信息，經(jīng)過電荷放大器輸入運(yùn)動(dòng)控制卡，然后輸入計(jì)算機(jī)；

所述激光測振儀檢測機(jī)翼槳葉振動(dòng)信息，經(jīng)過激光測振儀控制箱輸入計(jì)算機(jī)；

所述控制部分包括壓電陶瓷纖維片，每片機(jī)翼槳葉設(shè)置壓電陶瓷纖維片，所述計(jì)算機(jī)根據(jù)機(jī)翼槳葉振動(dòng)信息得到控制信息通過運(yùn)動(dòng)控制卡分別發(fā)送MFC控制器及伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)壓電陶瓷纖維片及伺服電機(jī)，從而抑制各片機(jī)翼的振動(dòng)。

每片機(jī)翼槳葉粘貼六片壓電陶瓷纖維片，兩兩一組，等距離間隔粘貼，每組壓電陶瓷纖維片在機(jī)翼槳葉的蒙皮內(nèi)外表面各粘貼一片，呈互相反向?qū)ΨQ，每片壓電陶瓷纖維片與機(jī)翼展向方向成±45°角。