專利名稱：用于固定翼模型飛機(jī)飛行控制的電路板和固定翼模型飛機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電路板和固定翼模型飛機(jī)，特別是涉及一種適用于小型固定翼模型飛機(jī)的飛行控制的電路板以及包括所述電路板的固定翼模型飛機(jī)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的固定翼模型飛機(jī)中僅僅基于遙控器等部件發(fā)送控制指令來控制固定翼模型飛機(jī)中各個舵機(jī)和馬達(dá)，從而控制所述固定翼模型飛機(jī)的飛行狀態(tài)。由于模型飛機(jī)的重量輕，因此在自然環(huán)境中，風(fēng)之類的流動的氣流會嚴(yán)重干擾固定翼模型飛機(jī)的飛行狀態(tài)，所以僅僅依靠用戶等發(fā)送飛行狀態(tài)控制指令難以有效地維持固定翼模型飛機(jī)的飛行狀態(tài)。因而隨著陀螺儀技術(shù)的興起，以及航拍等任務(wù)系統(tǒng)的需要，逐步把陀螺儀應(yīng)用到固定翼模型飛機(jī)上，即將所述陀螺儀外接至所述固定翼模型飛機(jī)中。如圖1所示，現(xiàn)有的固定翼模型飛機(jī)中每個陀螺儀均基于從接收機(jī)接收的控制數(shù)據(jù)分別控制固定翼飛機(jī)中的升降舵機(jī)，方向舵機(jī)和副翼舵機(jī)等的轉(zhuǎn)動。所以每個陀螺儀均需要連接于接收機(jī)和舵機(jī)之間，而且如圖1所示，各個舵機(jī)和接收機(jī)在固定翼模型飛機(jī)中的位置距離很遠(yuǎn)，而且現(xiàn)有的固定翼模型飛機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)已經(jīng)很復(fù)雜，所以再加入陀螺儀時，需要重新設(shè)計固定翼模型飛機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，而且各個陀螺儀在模型飛機(jī)內(nèi)部的位置分散，因而難以維修或替換。所以外接的陀螺儀的方式造成固定翼模型飛機(jī)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且成本高并且重量重，而模型飛機(jī)對自身重量的要求，使得外界陀螺儀難以有效地應(yīng)用至所述固定翼模型飛機(jī)中，尤其是無法應(yīng)用至小型或室內(nèi)固定翼模型飛機(jī)等對模型飛機(jī)自身重量敏感的模型飛機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的固定翼模型飛機(jī)中缺乏陀螺儀導(dǎo)致的飛行狀態(tài)不穩(wěn)定，以及在固定翼模型飛機(jī)中，尤其是小型或室內(nèi)固定翼模型飛機(jī)中，無法有效地采用陀螺儀的缺陷，提供一種用于固定翼模型飛機(jī)飛行控制的電路板和固定翼模型飛機(jī)，通過將陀螺儀集成至所述線路板，從而在引入陀螺儀的同時降低模型飛機(jī)的結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度。本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題的:本發(fā)明提供了一種用于固定翼模型飛機(jī)的飛行控制的電路板，其特點是所述電路板包括一線路板、用于采集所述固定翼模型飛機(jī)的飛行狀態(tài)的一陀螺儀、用于控制所述固定翼模型飛機(jī)的飛行狀態(tài)的一控制單元以及用于接收飛行狀態(tài)控制數(shù)據(jù)的一射頻接收單元；其中所述陀螺儀、控制單元和射頻接收單元均設(shè)置于所述線路板上，所述控制單元基于所述飛行狀態(tài)控制數(shù)據(jù)和所述固定翼模型飛機(jī)的飛行狀態(tài)控制所述固定翼模型飛機(jī)的飛行狀態(tài)。較佳地，所述電路板還包括用于控制升降舵面轉(zhuǎn)動的一升降舵機(jī)、用于控制方向舵面轉(zhuǎn)動一方向舵機(jī)以及一個或多個用于控制副翼轉(zhuǎn)動的副翼舵機(jī)；其中所述升降舵機(jī)、方向舵機(jī)和副翼舵機(jī)均設(shè)置于所述線路板上，所述控制單元基于所述飛行狀態(tài)控制數(shù)據(jù)和所述固定翼模型飛機(jī)的飛行狀態(tài)通過所述升降舵機(jī)、方向舵機(jī)和副翼舵機(jī)控制所述固定翼模型飛機(jī)的飛行狀態(tài)。較佳地，所述電路板還包括一個或多個用于調(diào)節(jié)馬達(dá)轉(zhuǎn)速的馬達(dá)調(diào)速器；其中所述馬達(dá)調(diào)節(jié)器均設(shè)置于所述線路板上，所述控制單元還基于所述飛行狀態(tài)控制數(shù)據(jù)和所述固定翼模型飛機(jī)的飛行狀態(tài)通過所述馬達(dá)調(diào)速器控制所述固定翼模型飛機(jī)的馬達(dá)轉(zhuǎn)速。較佳地，所述陀螺儀包括三個單軸角加速度傳感器或者一個單軸角加速度傳感器和一個雙軸角加速度傳感器或者一個三軸角加速度傳感器。即本發(fā)明中采用的陀螺儀為三軸陀螺儀。較佳地，所述陀螺儀還包括三個重力加速度傳感器或一個三軸重力加速度傳感器。即本發(fā)明中采用的陀螺儀為六軸陀螺儀。較佳地，所述陀螺儀還包括三個磁阻傳感器或一個三軸磁阻傳感器。即本發(fā)明中采用的陀螺儀為九軸陀螺儀。本發(fā)明還提供了一種固定翼模型飛機(jī)，所述固定翼模型飛機(jī)包括如上所述的用于固定翼模型飛機(jī)的飛行控制的電路板。本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于:本發(fā)明的用于固定翼模型飛機(jī)飛行控制的電路板通過將陀螺儀集成至所述線路板，從而在固定翼模型飛機(jī)中引入陀螺儀，并通過不斷的控制調(diào)整所述固定翼模型飛機(jī)的飛行狀態(tài)來有效地維持固定翼模型飛機(jī)的飛行姿態(tài)。而且利用由角加速度傳感器、重力加速度傳感器和磁阻傳感器構(gòu)成的陀螺儀體積小和重量輕的優(yōu)點，在減少了固定翼飛機(jī)的重量的同時，還減少了線路板的面積和線路板結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度。并且通過集成所述陀螺儀至線路板還降低了引入陀螺儀所帶來的固定翼模型飛機(jī)的結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度。所以降低了固定翼模型飛機(jī)的重量，從而特別適用于小型或室內(nèi)的固定翼模型飛機(jī)。此外本發(fā)明的用于模型飛機(jī)的飛行控制的電路板還集成馬達(dá)調(diào)速器和舵機(jī)于同一線路板上，從而降低了固定翼模型飛機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度，進(jìn)一步地優(yōu)化了固定翼模型飛機(jī)的結(jié)構(gòu)。進(jìn)而進(jìn)一步地降低了模型飛機(jī)的重量。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中具有陀螺儀的固定翼模型飛機(jī)的機(jī)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明的電路板的第一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明的電路板的第二實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明的電路板的第二實施例應(yīng)用于固定翼模型飛機(jī)時控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖給出本發(fā)明較佳實施例，以詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)方案。第一實施例:
如圖1所示，本實施例的電路板中包括一線路板1、一陀螺儀2、一控制單元3和一射頻接收單元4。其中所述陀螺儀2、控制單元3和射頻接收單元4均設(shè)置于所述線路板I上。所述射頻接收單元4用于接收外界設(shè)備發(fā)送的飛行狀態(tài)控制數(shù)據(jù)，例如接收來自遙控器的飛行控制指令等。所述陀螺儀2用于采集一固定翼模型飛機(jī)的飛行狀態(tài)，即采集固定翼模型飛機(jī)飛行時的水平偏角等飛行姿態(tài)的數(shù)據(jù)。本實施例中所述陀螺儀2中包括一三軸角加速度傳感器21，從而可以通過立體坐標(biāo)的方式，即所述三軸角加速度傳感器21中各個軸的角加速度傳感器分別檢測不同的方向的角加速度的方式，檢測所述模型飛機(jī)的飛行姿態(tài)的數(shù)據(jù)，其中所述三軸加速度傳感器21為現(xiàn)有技術(shù)中常用的角加速度傳感器，此外還可以采用現(xiàn)有技術(shù)中的三個單軸角加速度傳感器或者一個單軸角加速度傳感器和一個雙軸角加速度傳感器來取代所述三軸角加速度傳感器21以立體坐標(biāo)的方式檢測所述模型飛機(jī)的飛行姿態(tài)的數(shù)據(jù)。另外，本實施例中的所述陀螺儀2及其包含的三軸角加速度傳感器21等和射頻接收單元4均可以采用現(xiàn)有的硬件實現(xiàn)，故在此對其具體實現(xiàn)過程不做贅述。所述控制單元3基于所述飛行狀態(tài)控制數(shù)據(jù)和所述固定翼模型飛機(jī)的飛行狀態(tài)通過所述固定翼模型飛機(jī)中升降舵機(jī)、方向舵機(jī)和副翼舵機(jī)來控制所述固定翼模型飛機(jī)上各個舵面的轉(zhuǎn)動，從而控制所述固定翼模型飛機(jī)的飛行狀態(tài)。本實施例的工作原理如下:所述射頻接收單元4接收外界設(shè)備發(fā)送的飛行狀態(tài)控制數(shù)據(jù)，同時所述陀螺儀2的三軸角加速度傳感器21采集固定翼模型飛機(jī)的飛行姿態(tài)等飛行狀態(tài)的數(shù)據(jù)。所述控制單元3基于所述飛行狀態(tài)控制數(shù)據(jù)和飛行狀態(tài)的數(shù)據(jù)通過所述升降舵機(jī)、方向舵機(jī)和副翼舵機(jī)控制所述固定翼模型飛機(jī)上各個舵面的轉(zhuǎn)動。從而可以通過控制所述固定翼模型飛機(jī)的飛行狀態(tài)來維持固定翼模型飛機(jī)的飛行姿態(tài)。第二實施例:如圖2和圖3所示，本實施例的電路板與第一實施例中電路板的區(qū)別在于:本實施例中所述線路板I上還設(shè)置有一升降舵機(jī)51、一方向舵機(jī)52和兩個副翼舵機(jī)53。而且所述線路板I上還設(shè)置有一馬達(dá)調(diào)速器6。其中所述升降舵機(jī)51用于控制升降舵面的轉(zhuǎn)動，所述方向舵機(jī)52用于控制方向舵面的轉(zhuǎn)動，所述副翼舵機(jī)53均用于控制副翼的轉(zhuǎn)動。其中可以根據(jù)固定翼模型飛機(jī)的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造采用不同數(shù)量的所述副翼舵機(jī)53來控制固定翼模型飛機(jī)中的副翼轉(zhuǎn)動。本實施例中通過將所述升降舵機(jī)51、方向舵機(jī)52和副翼舵機(jī)53設(shè)置于所述線路板I上來降低模型飛機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度此外本實施例的陀螺儀2中還包括三個重力加速度傳感器22和三個磁阻傳感器23，所述重力加速度傳感器22和磁阻傳感器23均為現(xiàn)有技術(shù)中的重力加速度傳感器和磁阻傳感器。此外所述陀螺儀2中還可以采用一個三軸重力加速度傳感器和一個三軸磁阻傳感器，從而可以進(jìn)一步地通過立體坐標(biāo)的方式采集所述固定翼模型飛機(jī)飛行過程中飛行姿態(tài)和飛行狀態(tài)的數(shù)據(jù)。本實施例中所述馬達(dá)調(diào)節(jié)器6用于調(diào)節(jié)馬達(dá)轉(zhuǎn)速，并且所述控制單元還基于所述飛行狀態(tài)控制數(shù)據(jù)和所述固定翼模型飛機(jī)的飛行狀態(tài)通過所述馬達(dá)調(diào)速器6控制所述固定翼模型飛機(jī)的馬達(dá)轉(zhuǎn)速。其中可以根據(jù)固定翼飛機(jī)中所采用馬達(dá)的數(shù)量設(shè)置相應(yīng)數(shù)量的馬達(dá)調(diào)速器6。另外，本實施例中所涉及的馬達(dá)調(diào)節(jié)器6、重力加速度傳感器22和磁阻傳感器23等均可以通過現(xiàn)有的硬件實現(xiàn)，故在此對其具體實現(xiàn)過程不做贅述。當(dāng)本實施例的電路板應(yīng)用于一固定翼模型飛機(jī)時，如圖3所示，所述升降舵機(jī)51、方向舵機(jī)52和副翼舵機(jī)53分別與固定翼模型飛機(jī)的升降舵、方向舵和副翼連接，并分別控制所述升降舵、方向舵和副翼的轉(zhuǎn)動。所述馬達(dá)調(diào)速器6與固定翼模型飛機(jī)的馬達(dá)連接，并調(diào)節(jié)所述馬達(dá)的轉(zhuǎn)速。此時本實施例的電路板應(yīng)用于所述固定翼模型飛機(jī)時的工作原理如下:所述射頻接收單元4接收外界設(shè)備發(fā)送的飛行狀態(tài)控制數(shù)據(jù)，同時所述陀螺儀2的三軸角加速度傳感器21、重力加速度傳感器22和磁阻傳感器23采集固定翼模型飛機(jī)的飛行姿態(tài)等飛行狀態(tài)的數(shù)據(jù)。所述控制單元3基于所述飛行狀態(tài)控制數(shù)據(jù)和飛行狀態(tài)的數(shù)據(jù)通過線路板I上的所述升降舵機(jī)51、方向舵機(jī)52和副翼舵機(jī)53分別控制所述固定翼模型飛機(jī)上所述升降舵、方向舵和副翼的轉(zhuǎn)動，并通過所述馬達(dá)調(diào)速器6控制所以控制固定翼模型飛機(jī)的馬達(dá)轉(zhuǎn)速，從而實現(xiàn)了對所述固定翼模型飛機(jī)的飛行狀態(tài)的控制。雖然以上描述了本發(fā)明的具體實施方式
，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這些僅是舉例說明，本發(fā)明的保護(hù)范圍是由所附權(quán)利要求書限定的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不背離本發(fā)明的原理和實質(zhì)的前提下，可以對這些實施方式做出多種變更或修改，但這些變更和修改均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于固定翼模型飛機(jī)的飛行控制的電路板，其特征在于，所述電路板包括一線路板、用于采集所述固定翼模型飛機(jī)的飛行狀態(tài)的一陀螺儀、用于控制所述固定翼模型飛機(jī)的飛行狀態(tài)的一控制單元以及用于接收飛行狀態(tài)控制數(shù)據(jù)的一射頻接收單元； 其中所述陀螺儀、控制單元和射頻接收單元均設(shè)置于所述線路板上，所述控制單元基于所述飛行狀態(tài)控制數(shù)據(jù)和所述固定翼模型飛機(jī)的飛行狀態(tài)控制所述固定翼模型飛機(jī)的飛行狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求1所述的電路板，其特征在于，所述電路板還包括用于控制升降舵面轉(zhuǎn)動的一升降舵機(jī)、用于控制方向舵面轉(zhuǎn)動一方向舵機(jī)以及一個或多個用于控制副翼轉(zhuǎn)動的副翼舵機(jī)； 其中所述升降舵機(jī)、方向舵機(jī)和副翼舵機(jī)均設(shè)置于所述線路板上，所述控制單元基于所述飛行狀態(tài)控制數(shù)據(jù)和所述固定翼模型飛機(jī)的飛行狀態(tài)通過所述升降舵機(jī)、方向舵機(jī)和副翼舵機(jī)控制所述固定翼模型飛機(jī)的飛行狀態(tài)。
3.如權(quán)利要求1所述的電路板，其特征在于，所述電路板還包括一個或多個用于調(diào)節(jié)馬達(dá)轉(zhuǎn)速的馬達(dá)調(diào)速器； 其中所述馬達(dá)調(diào)節(jié)器均設(shè)置于所述線路板上，所述控制單元還基于所述飛行狀態(tài)控制數(shù)據(jù)和所述固定翼模型飛機(jī)的飛行狀態(tài)通過所述馬達(dá)調(diào)速器控制所述固定翼模型飛機(jī)的馬達(dá)轉(zhuǎn)速。
4.如權(quán)利要求1-3中任一項所述的電路板，其特征在于，所述陀螺儀包括三個單軸角加速度傳感器或者一個單軸角加速度傳感器和一個雙軸角加速度傳感器或者一個三軸角加速度傳感器。
5.如權(quán)利要求4所述的電路板，其特征在于，所述陀螺儀還包括三個重力加速度傳感器或一個三軸重力加速度傳感器。
6.如權(quán)利要求5所述的電路板，其特征在于，所述陀螺儀還包括三個磁阻傳感器或一個三軸磁阻傳感器。
7.一種固定翼模型飛機(jī)，其特征在于，所述固定翼模型飛機(jī)包括如權(quán)利要求1-6中任一項所述的用于固定翼模型飛機(jī)的飛行控制的電路板。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于固定翼模型飛機(jī)的飛行控制的電路板，包括一線路板、用于采集所述固定翼模型飛機(jī)的飛行狀態(tài)的一陀螺儀、用于控制所述固定翼模型飛機(jī)的飛行狀態(tài)的一控制單元以及用于接收飛行狀態(tài)控制數(shù)據(jù)的一射頻接收單元；其中所述陀螺儀、控制單元和射頻接收單元均設(shè)置于所述線路板上，所述控制單元基于所述飛行狀態(tài)控制數(shù)據(jù)和所述固定翼模型飛機(jī)的飛行狀態(tài)控制所述固定翼模型飛機(jī)的飛行狀態(tài)。本發(fā)明還公開了一種采用上述電路板的固定翼模型飛機(jī)。本發(fā)明的用于固定翼模型飛機(jī)飛行控制的電路板通過將陀螺儀集成至所述線路板，從而在固定翼模型飛機(jī)中引入陀螺儀，從而可以有效地維持固定翼模型飛機(jī)飛行狀態(tài)。
文檔編號A63H29/22GK103182189SQ20111045277
公開日2013年7月3日 申請日期2011年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月29日
發(fā)明者田瑜, 江文彥 申請人:田瑜, 江文彥