无人机遥控器及无人机控制系统的制作方法

本实用新型涉及一种涉及无人机领域，特别涉及一种无人机遥控器及无人机控制系统。

背景技术：

无人机是指利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。无人机早期使用在军用领域，随着科学的发展，逐渐扩展到消费领域。目前无人机广泛用于街景拍摄、影视剧拍摄、环境监测、地质勘测、地图绘制、农林牧业的监测等诸多领域。

无人机的远程控制主要采用基站和遥控器为主。使用者通过地面站或遥控器控制无人机飞行，地面站或者遥控器均需通过摇杆来获得上下左右的四通道数据，并通过无线传输，控制无人机的飞行轨迹。

目前，很多无人机公司推出了虚拟摇杆控制或者直接通过体感手势来控制无人机的飞行。虚拟摇杆是指在App上显示一个模拟的遥杆，通过触摸屏触摸的方式来控制飞行。体感手势是指通过各种传感器(红外摄像机、姿态传感器等)采集人体数据，这些采集的人体数据经过算法计算后，得到无人机的控制方向，通过计算得到的控制方向来控制无人机。

然而，对于虚拟摇杆和体感手势的控制方式，虽然能在一定程度上满足人民对体验新鲜事物的需求，但是在实际使用时，使用者完全不能体验到操作的手感，导致使用者无法感知无人机是否在飞行，无法做到遥控与无人机融为一体。

而传统的普通摇杆控制虽然能够使用户实时感受到控制飞行的方向，但是，连接摇杆的弹簧是固定的，对前后左右的阻尼系数也是固定的，而无人机在飞行中由于受到环境(温度、风向、风量、湿度、障碍物等)及自身的影响，在各个方向上行驶的阻力具有很大的差异，这会导致在不同的方向，使用者无法根据当前的实时环境状况来控制无人机飞行，影响手感，更有甚者，有些用户到极端环境下近距离拍摄，比如通风口，摇杆已达到最大值，但无人机由于受到反向风向的影响，停止不前，若此时风向突然改变，如未及时调整摇杆，轻则偏离原来行驶方向，重则撞到障碍物导致炸机。

因此，目前人们对遥控器控制手感的需要，急需提出一种新的无人机遥控器。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术中无人机遥控器控制手感差的缺陷，提出一种无人机遥控器。

本实用新型另提出一种无人机控制系统。

本实用新型提供一种无人机遥控器，包括：

遥控本体；

至少一操作杆，设置在所述遥控本体上；

控制组件，设置在所述遥控本体上，用于接收无人机反馈的至少一个飞行方向上的阻力系数，并根据所述阻力系数输出控制信号；

至少一执行部件，电连接所述控制组件，并根据所述控制组件输出的控制信号，调整所述操作杆在移动方向上的阻力，以将所述无人机飞行时的阻力大小反馈至所述操作杆上。

可选的，所述执行部件包括：

弹性件，所述弹性件的第一端与所述操作杆相连；

执行电机，与所述弹性件的第二端连接，且所述执行电机与所述控制组件电连接，所述执行电机接收所述控制组件输出的控制信号，并根据所述控制信号调整所述弹性件拉伸的位移。

可选的，所述操作杆包括摇杆和至少一联动杆，所述摇杆移动时推动移动方向上的联动杆移动，所述联动杆的第一端活动连接在连接点上，所述联动杆的第二端连接相邻弹性件的第一端。

可选的，所述执行部件包括：

电磁组件，所述电磁组件包括电磁阀以及与所述电磁阀电连接的电磁铁，所述电磁阀与所述控制组件电连接并根据所述控制组件输出的控制信号动作；

金属块，设置在所述操作杆上，且靠近所述电磁组件，在所述电磁阀动作通电时，所述电磁铁产生磁场吸引所述金属块，并且所述电磁铁根据控制信号的大小，调节所述电磁铁与所述金属块之间作用力的大小，以调节所述操作杆移动时要克服的阻力。

可选的，所述操作杆包括摇杆和至少一联动杆，所述摇杆移动时推动移动方向上的联动杆移动，所述联动杆的第一端活动连接在一连接点上，所述联动杆的第二端设置有所述金属块。

可选的，所述遥控器还包括至少一用于将所述操作杆恢复初始状态的弹性件，所述弹性件布设在所述联动杆移动方向所在的直线上，所述弹性件的一端固定，另一端连接与所述弹性件相邻的联动杆。

可选的，所述操作杆能够向四个移动方向移动，每一移动方向对应配置一个所述执行部件，所述控制组件接收无人机在四个飞行方向的阻力系数，并根据各阻力系数向相应的执行部件输出控制信号。

可选的，所述操作杆为两个，分别为第一操作杆和第二操作杆，所述第一操作杆能够向前、后、左、右四个移动方向移动以控制无人机前、后、左、右四个飞行方向，所述第二操作杆能够向左、右两个移动方向移动以控制无人机左旋、右旋两个飞行方向，各操作杆的每一移动方向对应配置一个所述执行部件。

本实用新型另提供一种无人机控制系统，包括无人机和用于控制所述无人机飞行的遥控器，所述遥控器为上述所述的无人机遥控器。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型的无人机遥控器包括操作杆、控制组件和执行部件，控制组件根据无人机反馈的飞行方向上的阻力系数向对应的执行部件输出控制信号，执行部件根据控制组件输出的控制信号，调整操作杆在移动方向上的阻力，以将无人机飞行时的阻力大小反馈至操作杆上，提高了无人机遥控器的操作手感，给用户带来更好的使用体验。并且在操作杆阻力突然减小时，能够及时反馈至操作杆上，以使使用者能够及时调整操作杆，防止飞行器撞上障碍物。

本实用新型的无人机控制系统通过采用上述所述的无人机遥控器可将无人机飞行时的阻力大小反馈至操作杆上，提高无人机遥控器的操作手感，带给用户更好的使用体验。并且在操作杆阻力突然减小时，能够及时反馈至操作杆上，以使使用者能够及时调整操作杆，防止飞行器撞上障碍物。

附图说明

图1是在实施例一中无人机遥控器的横截面示意图。

图2是在实施例二中无人机遥控器的横截面示意图。

具体实施方式

为了进一步说明本实用新型的原理和结构，现结合附图对本实用新型的优选实施例进行详细说明。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语 “前”、“后”、“左”、“右”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例一

如图1所示，其是在实施例一中无人机遥控器的横截面示意图。该图1仅示出操作杆往上下两个方向移动时的执行部件和操作杆的结构示意图。

在本实施例中，以用于控制无人机前、后、左、右四个飞行方向的无人机遥控器为例进行说明。

本实用新型提供的无人机遥控器10包括遥控本体（未图示）、一个操作杆11、控制组件（未图示）和四个执行部件12（图1中仅示出两个，在垂直纸面的方向还有另外两个）。遥控本体包括壳体、设置在壳体内的传感器、多个操作按钮等。

控制组件设置在遥控本体上，其包括通信模块和控制器，通信模块用于接收无人机发送的四个飞行方向的阻力系数，例如，向前阻力系数a1，向后阻力系数a2、向左阻力系数a3和向右阻力系数a3。该些阻力系数是通过无人机上的控制器对多个传感器采集到的数据进行处理后得到的，其中，多个传感器包括压力传感器、气流传感器、姿态传感器、风力传感器等，且各传感器均设置在无人机上。

控制器与通信模块电连接，将接收的阻力系数进行处理，并根据处理后的数据输出控制信号至相应的执行部件12。

操作杆11能够向前、后、左、右四个移动方向移动，四个移动方向分别对应控制无人机的前、后、左、右四个飞行方向。操作杆11包括供使用者操作用的摇杆111和四个联动杆112。四个联动杆分别设置在摇杆111的四个移动方向上，且四个联动杆112的第一端活动连接在同一连接点A1上，第二端连接相邻执行部件12的弹性件（下文详细说明）。

摇杆111移动时，通过连接在其尾端的连接杆113推动与该连接杆113相邻的联动杆112移动，例如，如图1所示，当摇杆111向前移动时，摇杆111上端的连接杆113推动上方的联动杆112向右移动（即往B1箭头所示方向移动）；当摇杆111向后移动时，摇杆111下端的连接杆113推动下方的联动杆112向右移动（即往B2箭头所示方向移动）。

四个执行部件12对应于操作杆11的四个移动方向而设置，使得操作杆11的各个移动方向都有相应的执行部件12来调节操作杆11移动时所要克服的阻力。

每一执行部件12包括弹性件121和执行电机122。弹性件121的第一端与相邻的联动杆112相连，第二端与执行电机122相连。执行电机122接收控制组件输出的控制信号，根据控制信号的大小确定执行电机122的转速和转动持续的时间长度，以将弹性件拉伸的位移调整至适当的长度，进而将无人机飞行的阻力精准的反馈到操作杆11上。例如，当无人机向前飞行遇到较大阻力时，控制组件根据向上阻力系数输出控制信号至对应的执行部件12，执行部件12拉伸弹性件121，使摇杆111向前移动的阻力增大，从而将无人机的阻力系数反馈至摇杆111上，提高用户的操作手感。

图1中示出了实现操作杆11向前、向后移动功能的执行部件12和操作杆11的结构形状和连接关系。该图1中的操作杆11和执行部件12的结构形状和连接关系也同样适用于实现操作杆11向左、向右移动功能。

在本实施例中通过执行电机作用于与操作杆相连的弹性件来调整操作杆在移动方向上的阻力，藉此，将无人机的飞行方向上的阻力系数反馈至操作杆上，提高了无人机遥控器的操作手感，带给用户更好的使用体验。并且在操作杆阻力突然减小时，能够及时反馈至操作杆上，以使使用者能够及时调整操作杆，防止飞行器撞上障碍物。

实施例二

如图2所示，其是在实施例二中无人机遥控器的横截面示意图。该图2仅示出操作杆往前后两个方向移动时的执行部件和操作杆的结构示意图。

在本实施例中，以用于控制无人机前、后、左、右四个飞行方向的无人机遥控器为例进行说明。

本实用新型提供的无人机遥控器20包括遥控本体（未图示）、一个操作杆21、控制组件（未图示）和四个执行部件22（图2中仅示出两个）。遥控本体包括壳体、设置在壳体内的传感器以及多个操作按钮等。

控制组件设置在遥控本体上，其包括通信模块和控制器，通信模块用于接收无人机发送的四个飞行方向的阻力系数，例如，向前阻力系数a1，向后阻力系数a2、向左阻力系数a3和向右阻力系数a3。该些阻力系数是通过无人机上的控制器对多个传感器采集到的数据进行处理后得到的，其中，多个传感器包括压力传感器、气流传感器、姿态传感器、风力传感器等，且各传感器均设置在无人机上。

控制器将接收的阻力系数进行处理，并根据处理后的数据输出控制信号至相应的执行部件22。

操作杆21能够向前、后、左、右四个移动方向移动，四个移动方向分别对应控制无人机的前、后、左、右四个飞行方向。操作杆21包括供使用者操作用的摇杆211和四个联动杆212。四个联动杆分别设置在摇杆211的四个移动方向上，且四个联动杆212的第一端活动连接在同一连接点A2上，第二端连接相邻的弹性件23的一端。

弹性件23的另一端固定在遥控本体上，且弹性件23布设在与其连接的联动杆212移动方向所在的直线上，使得当联动杆212偏离时，通过弹性件23拉回至初始状态。

垂直于摇杆211的四个移动方向上各设置一个连接杆213，连接杆213的一端与摇杆211连接，另一端与相邻的联动杆212连接。摇杆211移动时，通过连接杆213推动与该连接杆213相连接的联动杆212移动，例如，如图2所示，当摇杆211向前移动时，摇杆211上端的连接杆213推动上方的联动杆212向右移动（即往C1箭头所示方向移动）；当摇杆211向后移动时，摇杆211下端的连接杆213推动下方的联动杆212向右移动（即往C2箭头所示方向移动）。

四个执行部件22对应于操作杆21的四个移动方向而设置，使得操作杆21的各个移动方向都有相应的执行部件22来调节操作杆21移动时所受的阻力。

每一执行部件22包括电磁组件221和与该电磁组件221相配合的金属块222。电磁组件包括电磁阀以及与电磁阀电连接的电磁铁，电磁阀与控制组件电连接。当控制组件对电磁组件输出控制信号时，电磁阀动作而闭合，使电磁铁通电，电磁铁通电产生磁场，吸引电磁铁附近的金属块222。因金属块222设置在联动杆212的末端（即第二端），故电磁铁和金属块之间产生的磁力转换为操作杆21推动联动杆212移动的阻力。

电磁铁根据输出控制信号电流的大小控制电磁铁产生的磁场强度，当输出的控制信号的电压越大，电磁铁产生的磁场强度就越强，电磁铁与金属块之间产生的磁力就越强；反之，当输出的控制信号的电压越小，电磁铁产生的磁场强度就越弱，电磁铁与金属块之间产生的磁力就越弱。即当无人机向飞行方向飞行的阻力系数越大，控制组件输出的控制信号的电压就越大，对应于该飞行方向的电磁铁产生的磁场就越强，电磁铁与金属块之间产生的磁力就越强，摇杆211移动要克服的阻力越大，使用者在操作摇杆211时，能够明显感觉到摇杆211阻力的增大；反之，无人机向飞行方向飞行的阻力系数越小，控制组件输出的控制信号的电压就越小，对应于该飞行方向的电磁铁产生的磁场就越弱，电磁铁与金属块之间产生的磁力就越弱，摇杆211移动要克服的阻力相对减少了，使用者在操作摇杆211时，能够明显感觉到摇杆211阻力的变小。

图1中示出了实现操作杆21向前、向后移动功能的执行部件22和操作杆21的结构形状和连接关系。该图1中的操作杆21和执行部件22的结构形状和连接关系也同样适用于实现操作杆21向左、向右移动的功能。

在本实施例中通过电磁组件和金属块的相互作用来调节操作杆在移动方向上移动时所需克服的阻力，藉此，将无人机的飞行方向上的阻力系数反馈至操作杆上，提高无人机遥控器的操作手感，带给用户更好的使用体验，并且在操作杆阻力突然减小时，能够及时反馈至操作杆上，以使使用者能够及时调整操作杆，防止飞行器撞上障碍物。

本实用新型的技术方案除了适用于上述实施例一和实施例二例举的一个操作杆控制无人机前、后、左、右四个飞行方向的无人机遥控器外，本发明的技术方案还适用于一个操作杆控制无人机左旋、右旋两个飞行方向的无人机遥控器。

在一个实施例中，无人机遥控器包括两个操作杆，分别为第一操作杆和第二操作杆，第一操作杆能够向前、后、左、右四个移动方向移动，藉此，通过第一操作杆向前、后、左、右四个移动方向移动来控制无人机前、后、左、右四个飞行方向；第二操作杆能够向左、右两个移动方向移动，藉此，通过第二操作杆向左、右两个移动方向移动来控制无人机左旋、右旋两个飞行方向。每一操作杆对应的移动方向各配置一个如实施例一或实施例二所述的执行部件，每一执行部件根据控制单元输出的控制信号调节操作杆移动时所需克服的阻力，以将无人机各个飞行方向上的阻力大小反馈至操作杆上。

此外，本实用新型的技术方案还适用于一个操作杆控制无人机一个飞行方向的无人机遥控器，也可适用于包括多个操作杆且每一操作杆控制无人机一个飞行方向的无人机遥控器。在此，本实用新型的技术方案并不对操作杆和操作杆能够控制无人机的飞行方向的数量（即操作杆具有的移动方向数量）进行限定，操作杆的数量以及操作杆控制无人机飞行方向的数量是可根据实际应用进行变化的。

本实用新型另提供一种无人机控制系统，该控制系统包括无人机和用于控制所述无人机飞行的遥控器，所述遥控器为上述所述的无人机遥控器。

以上仅为本实用新型的较佳可行实施例，并非限制本实用新型的保护范围，凡运用本实用新型说明书及附图内容所作出的等效结构变化，均包含在本实用新型的保护范围内。