[發(fā)明專利]一種螺旋槳位置控制系統(tǒng)、無(wú)人機(jī)及控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210413490.2
• 申請(qǐng)日: 2022-04-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114510083B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-09-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 溫錦龍;郭亮;薛松柏;徐大勇;李清
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 沃飛長(zhǎng)空科技（成都）有限公司;浙江吉利控股集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): G05D1/10
• 分類號(hào): G05D1/10
• 代理公司: 上海波拓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31264
• 代理人: 孫燕娟

本發(fā)明提供一種螺旋槳位置控制系統(tǒng)、無(wú)人機(jī)及控制方法。所述螺旋槳位置控制系統(tǒng)包括控制裝置和電機(jī)，所述控制裝置與所述電機(jī)信號(hào)連接，所述電機(jī)與螺旋槳連接，能夠驅(qū)動(dòng)所述螺旋槳旋轉(zhuǎn)；所述控制裝置用于獲取飛行模式需求，能夠根據(jù)所述飛行模式需求確定所述螺旋槳的目標(biāo)停止位置，并根據(jù)所述螺旋槳的目標(biāo)停止位置發(fā)送電機(jī)控制信號(hào)；所述電機(jī)用于根據(jù)所述電機(jī)控制信號(hào)控制所述螺旋槳在目標(biāo)停止位置停止。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無(wú)人機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種螺旋槳位置控制系統(tǒng)、無(wú)人機(jī)及控制方法。

背景技術(shù)

垂直起降無(wú)人機(jī)的飛行任務(wù)通常包含五個(gè)階段：起飛懸停（Takeoff hover）、爬升（Climb）、巡航（Cruise）、俯沖（Descent）和降落懸停（Landing hover），在俯沖階段，通常只依靠飛機(jī)機(jī)翼的空氣阻力對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行減速，進(jìn)而導(dǎo)致無(wú)人機(jī)的俯沖距離過(guò)長(zhǎng)。復(fù)合翼無(wú)人機(jī)是一種將固定翼和旋翼組合的無(wú)人機(jī)，其同時(shí)設(shè)置有懸停槳和尾推槳，具備垂直起落功能和高速飛行的能力。為了減小無(wú)人機(jī)的俯沖距離，目前有將多旋翼飛機(jī)設(shè)計(jì)成傾轉(zhuǎn)式旋翼結(jié)構(gòu)的解決方案，傾轉(zhuǎn)式旋翼結(jié)構(gòu)通過(guò)在飛行過(guò)程中變換旋翼的方向控制阻力，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)較高，無(wú)法應(yīng)用在復(fù)合翼無(wú)人機(jī)上。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種根據(jù)螺旋槳的飛行模式需求調(diào)整螺旋槳的位置，以減少或增加飛行阻力的螺旋槳位置控制系統(tǒng)、無(wú)人機(jī)及控制方法。

本發(fā)明提供一種螺旋槳位置控制系統(tǒng)，包括控制裝置和電機(jī)，所述控制裝置與所述電機(jī)信號(hào)連接，所述電機(jī)與螺旋槳連接，能夠驅(qū)動(dòng)所述螺旋槳旋轉(zhuǎn)；所述控制裝置用于獲取飛行模式需求，能夠根據(jù)所述飛行模式需求確定所述螺旋槳的目標(biāo)停止位置，并根據(jù)所述螺旋槳的目標(biāo)停止位置發(fā)送電機(jī)控制信號(hào)；所述電機(jī)用于根據(jù)所述電機(jī)控制信號(hào)控制所述螺旋槳在目標(biāo)停止位置停止。

進(jìn)一步地，所述飛行模式需求包括需要降低螺旋槳阻力的第一飛行模式需求和需要增加螺旋槳阻力的第二飛行模式需求，當(dāng)所述控制裝置獲取所述第一飛行模式需求時(shí)，控制所述螺旋槳在目標(biāo)停止位置與飛行方向平行；當(dāng)所述控制裝置獲取所述第二飛行模式需求時(shí)，控制所述螺旋槳在目標(biāo)停止位置與飛行方向呈交叉態(tài)。

進(jìn)一步地，所述交叉態(tài)包括垂直態(tài)。

進(jìn)一步地，所述飛行模式需求包括爬升模式需求、巡航模式需求或俯沖模式需求，當(dāng)所述飛行模式需求為爬升模式需求或巡航模式需求時(shí)，所述螺旋槳在目標(biāo)停止位置與飛行方向平行，當(dāng)所述飛行模式需求為俯沖模式需求時(shí)，所述螺旋槳在目標(biāo)停止位置與飛行方向呈垂直態(tài)。

進(jìn)一步地，所述螺旋槳位置控制系統(tǒng)還包括安裝于所述電機(jī)上的位置傳感器，所述位置傳感器與所述控制裝置信號(hào)連接，用于感測(cè)所述螺旋槳的當(dāng)前位置并將所述螺旋槳的當(dāng)前位置反饋給所述控制裝置，所述控制裝置能夠根據(jù)所述螺旋槳的當(dāng)前位置和所述螺旋槳的目標(biāo)停止位置發(fā)送所述電機(jī)控制信號(hào)。

進(jìn)一步地，所述控制裝置包括飛行管理計(jì)算機(jī)和調(diào)速器，所述飛行管理計(jì)算機(jī)用于獲取所述飛行模式需求，根據(jù)所述飛行模式需求確定所述螺旋槳的目標(biāo)停止位置，并根據(jù)所述螺旋槳的目標(biāo)停止位置發(fā)送所述電機(jī)控制信號(hào)；所述調(diào)速器與所述飛行管理計(jì)算機(jī)、所述電機(jī)以及所述位置傳感器信號(hào)連接，用于將所述電機(jī)控制信號(hào)處理后傳給所述電機(jī)，并將所述螺旋槳的當(dāng)前位置反饋給所述飛行管理計(jì)算機(jī)。

進(jìn)一步地，所述電機(jī)包括電機(jī)定子和電機(jī)轉(zhuǎn)子，所述位置傳感器包括傳感器轉(zhuǎn)子和傳感器定子，所述傳感器轉(zhuǎn)子與所述電機(jī)轉(zhuǎn)子固定連接，并與所述電機(jī)轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)，所述傳感器定子與所述電機(jī)定子的位置相對(duì)固定，用于獲取所述傳感器轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中相對(duì)所述傳感器定子的位置。

進(jìn)一步地，所述電機(jī)具有一電機(jī)底座，所述電機(jī)定子固定于所述電機(jī)底座上，所述傳感器轉(zhuǎn)子包括沿所述傳感器轉(zhuǎn)子的周向均勻排布的若干磁極，所述傳感器定子包括若干位置感測(cè)元件，所述位置感測(cè)元件等距均勻地沿所述電機(jī)底座的周向安裝于所述電機(jī)底座上，用于感測(cè)所述磁極在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中的位置。