CN101830286B - 无人旋翼飞行器发动机空中停车保护装置及其飞行器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无人旋翼飞行器的发动机空中停车保护装置，包括：第一监测装置：用于监测其旋翼转动并在该旋翼转动正常时输出第一监测信号；控制装置：用于接收所述第一监测装置输出的第一监测信号，并在所述第一监测信号不正常时输出控制信号；降落保护装置：用于接收所述控制信号，并在所述控制信号的作用下弹出降落伞。本发明还涉及一种装有上述发动机空中停车保护装置的无人旋翼飞行器。实施本发明的无人旋翼飞行器发动机空中停车保护装置及其飞行器，具有以下有益效果：该飞行器在失去动力的情况下也能够缓慢着陆，因此不会因坠落而使得该飞行器报废。

Description

无人旋翼飞行器发动机空中停车保护装置及其飞行器

技术领域

本发明涉及航空领域，更具体地说，涉及一种无人旋翼飞行器发动机空中停车保护装置及其飞行器。

背景技术

     无人旋翼飞行器已经得到了较为普遍的运用，其较为广泛的运用于军事、工业及民用领域。但是，对于其在空中的发生故障的研究就较为滞后。通常，人们都认为只有在其起飞前对其加以检查、维护以保证其在飞行过程中不出现故障。对于在飞行过程中发生故障导致其发动机在空中停车的情况，则没有任何的保护措施，出现这种情况的结果几乎都是该飞行器由空中坠落，使得该飞行器报废。因此，对于无人旋翼飞行器在空中停车时加以保护，使得即使发生空中停车也不会造成该飞行器因坠落而报废，从而节省使用者的支出，就变得很有必要。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述无人旋翼飞行器空中停车时几乎都会出现因坠落而报废的缺陷，提供一种使得无人旋翼飞行器空中停车时不会出现因坠落而报废的无人旋翼飞行器的发动机空中停车保护装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种无人旋翼飞行器发动机空中停车保护装置，包括：

第一监测装置：用于监测其旋翼转动并在该旋翼转动正常时输出第一监测信号；

控制装置：用于接收所述第一监测装置输出的第一监测信号，并在所述第一监测信号不正常时输出控制信号；

降落保护装置：用于接收所述控制信号，并在所述控制信号的作用下弹出降落伞。 

在本发明所述的无人旋翼飞行器发动机空中停车保护装置中，还包括高度检测装置，所述高度检测装置用于测量所述飞行器高度，并将所述高度传送到所述控制装置，所述控制装置在所述高度小于或等于设定值时禁止输出所述控制信号。

在本发明所述的无人旋翼飞行器发动机空中停车保护装置中，所述第一监测装置包括内嵌于所述旋翼飞行器旋翼主轴内的磁体以及安装在所述主轴上与所述磁体相对应位置外表面的霍尔器件，所述霍尔器件输出第一监测信号。 

在本发明所述的无人旋翼飞行器发动机空中停车保护装置中，所述控制装置包括处理器，所述第一监测信号输入到所述处理器的定时输入端，所述处理器的一个输出端输出控制信号。

在本发明所述的无人旋翼飞行器发动机空中停车保护装置中，所述处理器为所述无人旋翼飞行器的中央处理器或一个单独的处理器。 

在本发明所述的无人旋翼飞行器发动机空中停车保护装置中，所述降落保护装置包括第一容器、设置在所述第一容器底部的弹簧、设置在所述容器内及所述弹簧上的降落伞、封闭所述容器并使所述降落伞压迫所述弹簧变形的控制栓以及在所述控制信号作用下使所述控制栓动作的执行机构。

在本发明所述的无人旋翼飞行器发动机空中停车保护装置中，所述执行机构包括三极管及继电器，所述三极管在所述控制信号的作用下导通，使所述继电器得电吸合，拉动所述控制栓。

在本发明所述的无人旋翼飞行器发动机空中停车保护装置中，还包括接收所述控制装置输出的报警信号并发出声光报警的报警装置。 

在本发明所述的无人旋翼飞行器发动机空中停车保护装置中，所述降落装置设置在所述旋翼飞行器尾部，所述第一容器的轴线方向与所述旋翼飞行器机身的轴线方向相同或所述降落装置设置在所述旋翼飞行器的旋翼主轴顶部，所述第一容器的轴线方向与所述旋翼飞行器旋翼主轴的轴线方向相同。

本发明还揭示了一种无人旋翼飞行器，所述无人旋翼飞行器设置有发动机空中停车保护装置，该发动机空中停车保护装置包括：第一监测装置：用于监测其旋翼转动并在该旋翼转动正常时输出第一监测信号；控制装置：用于接收所述第一监测装置输出的第一监测信号，并在所述第一监测信号不正常时输出控制信号；降落保护装置：用于接收所述控制信号，并在所述控制信号的作用下弹出降落伞以及高度检测装置，所述高度检测装置用于测量所述飞行器高度，并将所述高度传送到所述控制装置，所述控制装置在所述高度小于或等于设定值时禁止输出所述控制信号。

实施本发明的无人旋翼飞行器发动机空中停车保护装置及其飞行器，具有以下有益效果：由于存在监测其旋翼转动主轴转动状态的第一监测装置以及降落保护装置，所以，在旋翼主轴停止转动时，由控制装置使得降落保护装置动作，使得该飞行器在失去动力的情况下也能够缓慢着陆，因此不会因坠落而使得该飞行器报废。

附图说明

图1是本发明无人旋翼飞行器发动机空中停车保护装置及其飞行器实施例中保护装置的结构示意图；

图2是所述实施例中保护装置的电原理图；

图3是所述实施例中降落保护装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明实施例作进一步说明。

如图1所示，在本发明无人旋翼飞行器发动机空中停车保护装置及其飞行器实施例中，该发动机空中停车保护装置包括第一监测装置1、控制装置2、降落保护装置3以及高度检测装置4，其中第一监测装置1用于监测其旋翼主轴的转动情况并在该旋翼主轴转动正常时输出第一监测信号；由于无人旋翼飞行器的旋翼是由其主轴转动而带动的，因此，主轴转动正常，其旋翼转动通常也是正常的；控制装置2用于接收第一监测装置1输出的第一监测信号，并在第一监测信号不正常时输出控制信号，该控制信号使得降落保护装置动作；而在上述第一监测信号正常（即主轴转动正常的情况下，控制装置2不输出控制信号）；此外，在本实施例中，高度检测装置4测量当前飞行器所在高度并传送到控制装置2，控制装置2在接收到该高度值后，判断其是否小于或等于事先存储的设定值，如果小于该设定值，即使没有检测到第一监测信号，控制装置2也不会输出控制信号；如果大于该设定值，则一旦上述第一监测信号消失，控制装置2输出控制信号。这样设置的好处在于可以防止正常降落时该空中停车保护装置动作。降落保护装置3用于接收上述控制信号，并在上述控制信号的作用下弹出降落伞。当降落伞弹出后，使得上述无人旋翼飞行器在失去动力的情况下能够较为缓慢地降落，不至于坠落而使得该飞行器报废。

在本实施例中，第一监测装置1包括内嵌于旋翼飞行器旋翼主轴内的磁体以及安装在主轴上与上述磁体相对应位置外表面的霍尔器件，当上述主轴转动时，磁体不断地接近并离开该霍尔器件，于是霍尔器件输出第一监测信号，在本实施例中，该第一监测信号是一个连续的方波；当主轴停止转动时，上述磁体也停止转动，其与霍尔器件的位置固定，于是霍尔器件不输出信号，使得控制装置2及时发现主轴停止转动。具体而言，控制装置2实际上是一个处理器，第一监测信号输入到该处理器的定时输入端，而该处理器的一个输出端输出控制信号。该处理器不断地读取上述定时输入端的信号，如果一直有，就表明主轴转动正常，上述的输入端不输出控制信号。在本实施例中，上述处理器是旋翼飞行器的中央处理器，在其他实施例中，如果上述中央处理器没有该定时输入端或所有的定时输入端都已经使用时，也可以单独设置一个处理器，虽然使用单独的处理器会带来成本的上升，但是，也使得该保护装置具有更高的独立性，因而其可靠性得到了进一步的提高。

图2示出了降落保护装置的结构，在图2中，降落保护装置3包括第一容器31、设置在第一容器31底部的弹簧32、设置在第一容器31内及弹簧32上的降落伞33、封闭第一容器31并使降落伞33压迫弹簧32变形的控制栓34以及在控制信号作用下使控制栓34动作的执行机构。在本实施例中，执行机构包括三极管及继电器（参见图3），三极管在控制信号的作用下导通，使继电器得电吸合，从而拉开控制栓34，使得折叠的降落伞33在弹簧32的弹力作用下被弹出上述第一容器31，并在空气中打开。

在本实施例中，降落保护装置3设置在旋翼飞行器的旋翼主轴顶部，其第一容器31的轴线方向与旋翼飞行器旋翼主轴的轴线方向相同；在其他实施例中，降落保护装置设置在旋翼飞行器尾部，其第一容器31的轴线方向与旋翼飞行器机身的轴线方向相同。这样设置的目的在于，尽量使得该飞行器在失去动力后，以尽可能正常的姿态或角度着陆，尽量避免由于其着陆角度不对带来的损失。

图3是本实施例中发动机空中停车保护装置的电原理图，当直升机在启动时，旋翼主轴轮带到旋翼作高速旋转，产生向上升力，旋翼主轴内嵌有一磁体，霍尔元件IC1 设置在旋翼主轴上与磁体位置相应处并紧贴旋翼主轴，当磁体旋转角度正对IC1时，霍尔元件IC1的 3脚输出高电平，当磁体远离霍尔元件IC1时，霍尔元件IC1的 3脚输出低电平，由于上述磁体在随旋翼主轴高速旋转，不断地接近远离霍尔IC1,霍尔元件IC1的 3脚不断有输出高低电平输出，这样磁体旋转一周，霍尔元件IC1的 3脚输出连续一周的方波信号，该电平信号送到中央处理器IC3 的TIM0脚，该脚为定时器管脚，便于计数与螺旋桨转速监测。

     在某一时刻，在飞行过程中发动机突然熄火，旋翼主轴停止转动，霍尔元件IC1得不到磁体的激励，因而没有连续的信号产生；霍尔元件IC1的 3脚没有连续的信号电平，IC3 CUP TIM0脚就没有变化电平，于是，中央处理器产生一个报警信号去驱动三极管Q1以及喇叭SP，产生声音报警，其中，阻尼二极管D1用于防止喇叭SP 产生的过峰电压击穿三级管，而R4 为限流电阻；同时，中央处理器在其输出端GPIO2产生一个高电平，使得三极管 Q2导通，继电器得电，吸合开关拉动控制栓34（参见图2），降落伞33在弹簧32的作用下向外被弹出，打开伞包，飞行器缓慢降落，得到了有效保护，不至于在高空坠落而毁机。此外，在图3中，IC2 为系统提供电压及变换工作。IC4 为高度检测器件。输出一个高度值给IC3 方便防止中央处理器在低空或降落后输出控制信号而使得Q2 动作，通过软件编程可设定飞机飞到某一高度后，中央处理器才能允许动作，低于某一高度，中央处理器不允许动作。IC4 实际上是利用空气的压力 ，通过数学换算得到真实的高度值。该IC4通过I2C接口直接输出数据到IC3 CPU 的 I2C对应接口上。总之，在设定高度之上，当IC3 TIM0 有连续变化的信号时 ，中央处理器检测到这个变化的信号，其GPIO1与GPIO2输出低电平，三极管Q1,Q2不会动作；当IC3 TIM0 没有连续变化的信号时，中央处理器检测不到这个变化的信号，其GPIO1与GPIO2就输出高电平，三极管Q1,Q2也就会有动作，从而保护了该旋翼飞行器。

    本实施例还揭示了一种无人旋翼飞行器，该飞行器与一般的无人旋翼飞行器的区别，在于其安装有发动机空中停车保护装置，而其安装的发动机空中停车保护装置正是上面描述的、本实施例中或其他实施例中的发动机空中停车保护装置。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种无人旋翼飞行器发动机空中停车保护装置，其特征在于，包括：

第一监测装置：用于监测其旋翼转动并在该旋翼转动正常时输出第一监测信号；

控制装置：用于接收所述第一监测装置输出的第一监测信号，并在所述第一监测信号不正常时输出控制信号；

降落保护装置：用于接收所述控制信号，并在所述控制信号的作用下弹出降落伞。

2.根据权利要求1所述的无人旋翼飞行器发动机空中停车保护装置，其特征在于，还包括高度检测装置，所述高度检测装置用于测量所述飞行器高度，并将所述高度传送到所述控制装置，所述控制装置在所述高度小于或等于设定值时禁止输出所述控制信号。

3.根据权利要求2所述的无人旋翼飞行器发动机空中停车保护装置，其特征在于，所述第一监测装置包括内嵌于所述旋翼飞行器旋翼主轴内的磁体以及安装在所述主轴上与所述磁体相对应位置外表面的霍尔器件，所述霍尔器件输出第一监测信号。

4.根据权利要求3所述的无人旋翼飞行器发动机空中停车保护装置，其特征在于，所述控制装置包括处理器，所述第一监测信号输入到所述处理器的定时输入端，所述处理器的一个输出端输出控制信号。

5.根据权利要求4所述的无人旋翼飞行器发动机空中停车保护装置，其特征在于，所述处理器为所述无人旋翼飞行器的中央处理器或一个单独的处理器。

6.根据权利要求5所述的无人旋翼飞行器发动机空中停车保护装置，其特征在于，所述降落保护装置包括第一容器、设置在所述第一容器底部的弹簧、设置在所述第一容器内及所述弹簧上的降落伞、封闭所述第一容器并使所述降落伞压迫所述弹簧变形的控制栓以及在所述控制信号作用下使所述控制栓动作的执行机构。

7.根据权利要求6所述的无人旋翼飞行器发动机空中停车保护装置，其特征在于，所述执行机构包括三极管及继电器，所述三极管在所述控制信号的作用下导通，使所述继电器得电吸合，拉动所述控制栓。

8.根据权利要求6所述的无人旋翼飞行器发动机空中停车保护装置，其特征在于，还包括接收所述控制装置输出的报警信号并发出声光报警的报警装置。

9.根据权利要求8所述的无人旋翼飞行器发动机空中停车保护装置，其特征在于，所述降落保护装置设置在所述旋翼飞行器尾部，所述第一容器的轴线方向与所述旋翼飞行器机身的轴线方向相同或所述降落保护装置设置在所述旋翼飞行器的旋翼主轴顶部，所述第一容器的轴线方向与所述旋翼飞行器旋翼主轴的轴线方向相同。

10.一种无人旋翼飞行器，其特征在于，所述无人旋翼飞行器设置有如权利要求1-7所述的发动机空中停车保护装置。

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