[發明專利]陸空設備及其控制方法

有效

• 申請號: 202111134833.3
• 申請日: 2021-09-27
• 公開（公告）號: CN113715570B
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發明（設計）人: 唐壽星;樊偉;徐彬;項昌樂;劉春桃
• 申請（專利權）人: 北京理工大學重慶創新中心;北京理工大學
• 主分類號: B60F5/02
• 分類號: B60F5/02;B60L15/20;B64C27/12;B64C19/02
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 胡東東

本發明公開了一種陸空設備及其控制方法，涉及陸空設備及其控制方法技術領域，設備包括設備主體和控制其運行的中央控制器，設備主體包括輪胎、旋翼，中央控制器能夠同時控制輪胎和旋翼運行；方法包括5個步驟。設備主體在地面行駛產生側向失穩趨勢，即產生側滑、嚴重不足或過渡轉向、側翻類運行不穩定的情況時，中央控制器能夠控制旋翼運行，輔助設備主體穩定，減小旋翼慣性質量在行駛模式下對設備主體產生的不利影響，增加安全性。控制方法基于設備，達到與設備相同的有益效果。

技術領域

本發明涉及陸空設備及其控制方法技術領域，具體涉及一種陸空設備及其控制方法。

背景技術

陸空設備是具備垂直起降飛行能力和地面行駛能力的新型工具，例如現有的無人機、飛行汽車等。陸空設備具有陸地行駛能力和空中飛行能力，即具備行駛模式和飛行模式，前者由陸空設備內的行駛系統實現，后者由陸空設備內的飛行系統實現。陸空設備根據具體的應用場景在行駛模式和飛行模式之間切換。

現有陸空設備的陸地行駛能力和空中飛行能力是由兩個不同控制器獨立控制的，為了防止兩個控制器互相干擾，行駛模式和飛行模式中的一個模式在運行時，另一個模式需要停止工作。

在陸空設備處于行駛模式時，飛行模式停止工作，此時用于運行飛行模式的主要部件：旋翼，成為陸空設備的額外質量負載，并且增大了陸空設備的質心高度和側向迎風面積，嚴重影響陸空設備在行駛模式下的行駛橫向操縱穩定性，嚴重影響行駛安全性。

發明內容

本發明的目的在于：針對上述存在的問題，提供一種具有協同控制行駛模式和飛行模式的中央控制器，并且該中央控制器能夠在設備主體產生側向失穩趨勢時，控制旋翼以抵抗側向失穩的操作運行的陸空設備及其控制方法。

本發明采用的技術方案如下：

一種陸空設備，包括設備主體和中央控制器，設備主體包括輪胎、旋翼，中央控制器與輪胎、旋翼均建立通信并同時控制兩者運行；中央控制器能夠在設備主體產生側向失穩趨勢時控制旋翼以抵抗側向失穩的操作運行。

優選的，輪胎包括左前輪和右前輪。

優選的，左前輪和/或右前輪安裝有轉角傳感器，轉角傳感器與中央控制器建立通信，轉角傳感器用于檢測左前輪和/或右前輪的轉向角，并發送至中央控制器。

優選的，陸空設備還包括與中央控制器建立通信的檢測單元，檢測單元用于檢測設備主體的運行參數并發送至中央控制器。

優選的，中央控制器包括轉向意圖估計模塊、穩定性估計模塊、側翻指數估計模塊，該三者均與檢測單元建立通信，檢測單元檢測到的設備主體的運行參數發送至轉向意圖估計模塊、穩定性估計模塊、側翻指數估計模塊；轉向意圖估計模塊、穩定性估計模塊均與轉角傳感器建立通信，轉角傳感器檢測到的左前輪和/或右前輪的轉向角發送至轉向意圖估計模塊、穩定性估計模塊。

優選的，中央控制器還包括防側滑控制模塊和防側翻控制模塊，防側滑控制模塊與轉向意圖估計模塊、穩定性估計模塊均建立通信，防側翻控制模塊與側翻指數估計模塊建立通信。

優選的，中央控制器還包括旋翼拉力分配模塊，其與防側滑控制模塊、防側翻控制模塊均建立通信；旋翼拉力分配模塊還與旋翼建立通信，用于控制旋翼運行。

優選的，旋翼至少為兩個，旋翼拉力分配模塊能夠控制不同旋翼進行不同的操作。

所述陸空設備的控制方法，包括以下步驟：

S01、轉角傳感器檢測左前輪和/或右前輪的轉向角，并發送至中央控制器；檢測單元檢測設備主體的運行參數，并發送至中央控制器；

S02、中央控制器根據接收到的左前輪和/或右前輪的轉向角、設備主體的運行參數控制旋翼運行。