一種無人機(jī)彈射架測速裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種無人機(jī)彈射架測速裝置，包括彈射支架、導(dǎo)軌和在導(dǎo)軌上可滑動(dòng)彈射無人機(jī)的滑車，還包括：第一磁鋼和第二磁鋼并排安裝于滑車底部沿導(dǎo)軌方向；與第一磁鋼和第二磁鋼位于同側(cè)的傳感器安裝于導(dǎo)軌上平行于無人機(jī)與滑車分離位置，分別在第一磁鋼和第二磁鋼滑過傳感器時(shí)，輸出兩個(gè)輸出脈沖信號(hào)；與傳感器連接，將兩個(gè)輸出脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為兩個(gè)輸入脈沖信號(hào)的脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換電路；與脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換電路連接的單片機(jī)，接收兩個(gè)輸入脈沖信號(hào)，記錄接收到兩個(gè)脈沖信號(hào)之間的時(shí)間差，并計(jì)算第一磁鋼和第二磁鋼之間的距離與時(shí)間差的商，作為無人機(jī)的彈射速度輸出。本實(shí)用新型公開的裝置，可以在無人機(jī)起飛時(shí)獲取飛行速度，提高了起飛的成功率。
【專利說明】一種無人機(jī)彈射架測速裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及飛行器測速【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種無人機(jī)彈射架測速裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前彈射起飛已經(jīng)成為無人機(jī)重要起飛方式之一，在沒有跑道的條件下，借助無人機(jī)彈射架，可以將無人機(jī)迅速加速到起飛速度實(shí)現(xiàn)起飛，大大降低對(duì)飛行場地的要求。彈射起飛的關(guān)鍵是彈射架要能在短時(shí)間內(nèi)迅速將無人機(jī)加速到起飛速度，無論是氣動(dòng)彈射還是橡皮筋彈射架，都是采取一個(gè)滑車與飛機(jī)直接固定連接。在彈射過程中，滑車與飛機(jī)一起相對(duì)于導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)到導(dǎo)軌末端時(shí)，即理論上應(yīng)該達(dá)到無人機(jī)的最小起飛速度時(shí)，攔阻裝置將滑車與飛機(jī)分離，完成無人機(jī)的起飛過程。對(duì)無人機(jī)離架速度進(jìn)行監(jiān)測，可以事后作為判斷是否達(dá)到飛機(jī)起飛速度的依據(jù)。對(duì)于橡皮筋彈射架來說，速度測量數(shù)據(jù)還可以用來分析橡皮筋的工作情況判斷其是否老化。
[0003]目前要想得知無人機(jī)彈射離架的速度，有以下兩種方式:
[0004]方式一、通過空速傳感器獲得的空速值來間接反映彈射架的彈射能力，但是在有風(fēng)的情況下，空速值是彈射離架速度與風(fēng)速的疊加值，不能直觀反映彈射速度。而且機(jī)載數(shù)據(jù)向地面站回傳的數(shù)據(jù)有一定的延遲，造成數(shù)據(jù)更新頻率低，難以在地面站中實(shí)時(shí)看到空速值，只能通過飛機(jī)降落回收后，下載駕駛儀機(jī)載數(shù)據(jù)，然后分析數(shù)據(jù)找出近似在彈射離架瞬間對(duì)應(yīng)的飛機(jī)速度。
[0005]方式二、通過機(jī)載GPS (Global Positioning System,全球定位系統(tǒng))測量的對(duì)地速度，來近似模擬無人機(jī)彈射離架速度，但是GPS獲得的數(shù)據(jù)更新率為ls，而無人機(jī)在彈射架上加速時(shí)間大約為0.3s，難以獲得準(zhǔn)確的彈射離架時(shí)對(duì)應(yīng)的速度，而且通過地面站觀察GPS數(shù)據(jù)同樣存在數(shù)據(jù)延遲的問題，需要等飛機(jī)降落后下載機(jī)載數(shù)據(jù)后，才能分析獲得GPS速度。
[0006]無論是方式一還是方式二，都需要等飛機(jī)降落后，下載駕駛儀機(jī)載數(shù)據(jù)后，進(jìn)一步分析才能獲得其準(zhǔn)確值。在起飛過程中，操作人員無法獲知飛機(jī)離架速度值是否達(dá)到了無人機(jī)的起飛速度，造成無人機(jī)彈射失敗率較高。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0007]有鑒于此，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種無人機(jī)彈射架測速裝置，以解決以上【背景技術(shù)】部分提到在起飛過程中，操作人員無法獲知飛機(jī)離架速度值是否達(dá)到了無人機(jī)的起飛速度，造成無人機(jī)彈射失敗率較高的技術(shù)問題。
[0008]本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種無人機(jī)彈射架測速裝置，包括:彈射支架、導(dǎo)軌和在所述導(dǎo)軌上可滑動(dòng)彈射無人機(jī)的滑車，其特征在于，還包括:
[0009]傳感器、第一磁鋼、第二磁鋼、脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換電路和單片機(jī)；
[0010]所述第一磁鋼和所述第二磁鋼并排安裝于所述滑車底部沿所述導(dǎo)軌方向；
[0011]與所述第一磁鋼和所述第二磁鋼位于同側(cè)的所述傳感器安裝于所述導(dǎo)軌上平行于所述無人機(jī)與所述滑車分離位置，分別在所述第一磁鋼和所述第二磁鋼滑過所述傳感器時(shí)，輸出兩個(gè)輸出脈沖信號(hào)；
[0012]與所述傳感器連接，將所述兩個(gè)輸出脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為兩個(gè)輸入脈沖信號(hào)的脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換電路；
[0013]與所述脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換電路連接的所述單片機(jī)，接收兩個(gè)所述輸入脈沖信號(hào)，記錄接收到兩個(gè)所述脈沖信號(hào)之間的時(shí)間差，并計(jì)算所述第一磁鋼和所述第二磁鋼之間的距離與所述時(shí)間差的商，作為所述無人機(jī)的彈射速度輸出。
[0014]優(yōu)選地，所述傳感器為霍爾傳感器。
[0015]優(yōu)選地，所述單片機(jī)為PIC單片機(jī)。
[0016]優(yōu)選地，所述單片機(jī)通過RS232串口輸出所述第一磁鋼和所述第二磁鋼之間的距離與所述時(shí)間差的商。
[0017]優(yōu)選地，所述第一磁鋼和所述第二磁鋼由鐵磁性材料構(gòu)成。
[0018]優(yōu)選地，所述第一磁鋼和所述第二磁鋼的距離為5cm?20cm。
[0019]優(yōu)選地，所述輸出脈沖信號(hào)為12V。
[0020]優(yōu)選地，所述輸入脈沖信號(hào)為5V。
[0021]本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種無人機(jī)彈射架測速裝置，具有如下有益效果:
[0022]可以在無人機(jī)起飛時(shí)獲取飛行速度，提高了無人機(jī)起飛的成功率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。
[0024]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種無人機(jī)彈射架測速裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的滑車結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的滑車與導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的單片機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0030]本發(fā)明實(shí)施例一公開了一種無人機(jī)彈射架測速裝置，如圖1所示，包括彈射支架
1、導(dǎo)軌2和在導(dǎo)軌2上可滑動(dòng)彈射無人機(jī)(未示出)的滑車3。
[0031]一種無人機(jī)彈射架測速裝置還包括，傳感器、第一磁鋼、第二磁鋼、脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換電路和單片機(jī)；
[0032]如圖2所示，第一磁鋼4和第二磁鋼5并排安裝于滑車3底部沿導(dǎo)軌方向。[0033]如圖3所示，與第一磁鋼4和第二磁鋼5位于同側(cè)的傳感器6安裝于導(dǎo)軌2上平行于無人機(jī)與滑車分離位置，分別在第一磁鋼4和第二磁鋼5滑過傳感器6時(shí)，輸出兩個(gè)輸出脈沖信號(hào)。
[0034]具體的，傳感器可以為霍爾傳感器。霍爾轉(zhuǎn)速傳感器根據(jù)霍爾效應(yīng)原理，當(dāng)被測圓盤上安裝的磁性體經(jīng)過傳感器時(shí)引起傳感器輸出電平的變化，在沒有磁鋼經(jīng)過傳感器上方時(shí)，霍爾測速傳感器始終輸出低電平，彈射過程中，無人機(jī)與滑車一起加速經(jīng)過傳感器上方，滑車底部第一個(gè)磁鋼運(yùn)動(dòng)到霍爾傳感器上方時(shí)，傳感器輸出變?yōu)?2V高電平，磁鋼隨著滑車?yán)^續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，當(dāng)?shù)谝淮配撾x開傳感器上方時(shí)，傳感器輸出又變?yōu)榈碗娖?，即磁鋼?jīng)過霍爾傳感器上方一次產(chǎn)生一個(gè)脈沖?；嚨撞康诙€(gè)磁鋼運(yùn)動(dòng)到霍爾傳感器上方時(shí)，傳感器輸出變?yōu)?2V高電平，磁鋼隨著滑車?yán)^續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，當(dāng)?shù)诙配撾x開傳感器上方時(shí)，傳感器輸出又變?yōu)榈碗娖健蓚€(gè)磁鋼先后經(jīng)過傳感器上方，一共產(chǎn)生兩個(gè)脈沖。
[0035]圖4是脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換電路的結(jié)構(gòu)示意圖，與傳感器連接，將兩個(gè)輸出脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為兩個(gè)輸入脈沖信號(hào)的脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換電路。其中，輸出脈沖信號(hào)為12V,輸入脈沖信號(hào)為5V0
[0036]將霍爾測速傳感器產(chǎn)生的12V脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為5V電平脈沖信號(hào)，以滿足PIC(Peripheral Interface Controller,采用復(fù)雜指令集結(jié)構(gòu)的單片機(jī))單片機(jī)輸入信號(hào)電壓范圍。當(dāng)輸入為高電平時(shí)，BI (光耦)的發(fā)光二極管截止，輸出被上拉為5V高電平；當(dāng)輸入為低電平時(shí)，BI (光耦)的發(fā)光二極管導(dǎo)通，輸出被短路為低電平，從而實(shí)現(xiàn)了脈沖信號(hào)電壓范圍的變化。
[0037]圖5是單片機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖，與脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換電路連接的單片機(jī)，接收兩個(gè)輸入脈沖信號(hào)，記錄接收到兩個(gè)脈沖信號(hào)之間的時(shí)間差，并計(jì)算第一磁鋼和第二磁鋼之間的距離與時(shí)間差的商，作為無人機(jī)的彈射速度輸出。通過PIC單片機(jī)PIC16F688型對(duì)測速脈沖信號(hào)進(jìn)行采集和速度的解算。兩個(gè)磁鋼先后經(jīng)過霍爾傳感器產(chǎn)生的兩個(gè)脈沖，經(jīng)過電壓變換后，進(jìn)入到PIC單片機(jī)的中斷輸入管腳，脈沖的上升沿觸發(fā)單片機(jī)進(jìn)入到外部中斷處理程序中，中斷處理程序記錄當(dāng)前系統(tǒng)時(shí)間，單片機(jī)將兩次記錄的時(shí)間值做差，得到了滑車上兩個(gè)磁鋼通過霍爾傳感器的時(shí)間差，而兩個(gè)磁鋼之間的距離已知，通過計(jì)算兩個(gè)磁鋼之間的距離與時(shí)間差的商，可得到滑車和無人機(jī)的速度。第一磁鋼和第二磁鋼的距離為5cm?20cm。單片機(jī)通過RS232串口通訊將得到的速度值發(fā)給計(jì)算機(jī)進(jìn)行顯示，使得彈射架操作人員第一時(shí)間即可獲知飛機(jī)彈射離架速度，對(duì)彈射架內(nèi)部橡皮筋做出性能判斷。
[0038]顯然，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，上述的本實(shí)用新型的各模塊或各步驟可以用通用的計(jì)算裝置來實(shí)現(xiàn)，它們可以集中在單個(gè)計(jì)算裝置上，或者分布在多個(gè)計(jì)算裝置所組成的網(wǎng)絡(luò)上，可選地，他們可以用計(jì)算機(jī)裝置可執(zhí)行的程序代碼來實(shí)現(xiàn)，從而可以將它們存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置中由計(jì)算裝置來執(zhí)行，或者將它們分別制作成各個(gè)集成電路模塊，或者將它們中的多個(gè)模塊或步驟制作成單個(gè)集成電路模塊來實(shí)現(xiàn)。這樣，本實(shí)用新型不限制于任何特定的硬件和軟件的結(jié)合。
[0039]以上僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，本實(shí)用新型可以有各種改動(dòng)和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原理之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種無人機(jī)彈射架測速裝置，包括彈射支架、導(dǎo)軌和在所述導(dǎo)軌上可滑動(dòng)彈射無人機(jī)的滑車，其特征在于，還包括: 傳感器、第一磁鋼、第二磁鋼、脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換電路和單片機(jī)； 所述第一磁鋼和所述第二磁鋼并排安裝于所述滑車底部沿所述導(dǎo)軌方向； 與所述第一磁鋼和所述第二磁鋼位于同側(cè)的所述傳感器安裝于所述導(dǎo)軌上平行于所述無人機(jī)與所述滑車分離位置，分別在所述第一磁鋼和所述第二磁鋼滑過所述傳感器時(shí)，輸出兩個(gè)輸出脈沖信號(hào)； 與所述傳感器連接，將所述兩個(gè)輸出脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為兩個(gè)輸入脈沖信號(hào)的脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換電路； 與所述脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換電路連接的所述單片機(jī)，接收兩個(gè)所述輸入脈沖信號(hào)，記錄接收到兩個(gè)所述脈沖信號(hào)之間的時(shí)間差，并計(jì)算所述第一磁鋼和所述第二磁鋼之間的距離與所述時(shí)間差的商，作為所述無人機(jī)的彈射速度輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無人機(jī)彈射架測速裝置，其特征在于，所述傳感器為霍爾傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無人機(jī)彈射架測速裝置，其特征在于，所述單片機(jī)為PIC單片機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無人機(jī)彈射架測速裝置，其特征在于，所述單片機(jī)通過RS232串口輸出所述第一磁鋼和所述第二磁鋼之間的距離與所述時(shí)間差的商。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無人機(jī)彈射架測速裝置，其特征在于，所述第一磁鋼和所述第二磁鋼由鐵磁性材料構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無人機(jī)彈射架測速裝置，其特征在于，所述第一磁鋼和所述第二磁鋼的距離為5cm?20cm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無人機(jī)彈射架測速裝置，其特征在于，所述輸出脈沖信號(hào)為12V。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無人機(jī)彈射架測速裝置，其特征在于，所述輸入脈沖信號(hào)為5V0
【文檔編號(hào)】G01P3/66GK203630152SQ201320850075
【公開日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2013年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月20日
【發(fā)明者】郝春杰, 于曉江, 王忠山, 徐春艷, 周正偉, 曲蘊(yùn)杰, 劉芳, 劉鐵軍, 周曉東, 崔秀敏, 王少海, 關(guān)雅雯 申請(qǐng)人:海鷹航空通用裝備有限責(zé)任公司