一种可语音警报避障的四旋翼无人飞行器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种可语音警报避障的四旋翼无人飞行器，它涉及传感器检测和运动控制领域。它主要包括机体、电机和微型控制模块。它由飞行姿态感控单元、推力组单元、电子调速器单元、微处理器单元、无线通信单元、电源模块和避障报警模块组成。无线通信单元接数据处理单元，微处理器单元分别接控制单元、避障报警模块、信号接发单元，信号接发单元与远程指挥端双向连接。本实用新型能够实现对各节点传感器测量信号的采集接收,还提高了整个系统应用的灵活性，实用性强，可靠性高。
【专利说明】
一种可语音警报避障的四旋翼无人飞行器
技术领域
[0001]本实用新型涉及传感器检测和运动控制领域，具体涉及一种可语音警报避障的四旋翼无人飞行器。【背景技术】
[0002]近年来，随着航天技术的不断发展和成熟，无人机以其高机动性、生存能力强、战场威慑大、执行任务多样、具有隐身特性、多种作战能力和避免人员伤亡等特点。四旋翼飞行器作为多旋翼无人机的一种，最大特点是能够垂直起降和自由悬停。目前，它开始在民用方面也得到广泛应用，比如超高压线路中铁塔、金具、导地线、绝缘子等缺陷检测和线路故障点的查找;影视片及赛事拍摄;水利、电力、通讯、工程等行业的监测和巡视;还可以应用于各类环境下的搜索与救援、地质监测、环境评估等，尤其在危险恶劣环境下执行侦察和救灾抢险等任务。现有普及的四旋翼无人飞行器，响应时间较长且稳定性较低，更无法做到实时监控，而且其实际成本也较为高昂。【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于提供一种可语音警报避障的四旋翼无人飞行器，以解决现有技术中的上述多项缺陷。
[0004]—种可语音警报避障的四旋翼无人飞行器，包括:
[0005]飞行姿态感控单元，用于对飞行姿态进行检测并控制，与微处理器单元相连接；
[0006]推力组单元，用于为四旋翼飞行器提供动力；
[0007]电子调速器单元，用于控制四台电机的转速，以改变飞行器的姿态；
[0008]微处理器单元，可以高效处理任务；
[0009]无线通信单元，用于遥控飞行器时传输通信；
[0010]电源模块，用于为四旋翼飞行器飞行控制系统、无刷电机等提供电源；
[0011]避障报警模块，用于检测障碍，并提供警报。
[0012]优选的，所述飞行姿态感控单元包括:[0〇13]陀螺仪与加速度计，采用Risym MPU-6050,用于角运动和线性加速度的检测；[〇〇14] 数字罗盘，采用GY-282HMC5983module电子罗盘指南针模块，用来为飞行器指向； [〇〇15]高度计，采用瑞铂GY-65大气压强模块，用于高度导航以及垂直速度指示。[〇〇16]优选的，所述推力组单元采用优质定距螺旋桨叶，用于为四旋翼飞行器提供动力。 [〇〇17] 优选的，所述电子调速器单元采用XXD 10A无刷电调，从微处理器单元接受指令， 用于控制四台电机的转速，以改变飞行器的姿态。
[0018]优选的，所述微处理器单元采用STM32处理芯片，用于集成信息处理，与机身各单元相连，可以高效处理任务。
[0019]优选的，所述无线通信单元采用天地飞FT06-A六通遥控设备，用于通过遥控器向四旋翼飞行器传输飞行和任务控制指令。
[0020]优选的，所述电源模块采用飞越Tarot WY电源板，用于为飞行器提供电源。
[0021]优选的，所述避障报警模块包括:
[0022]红外测距传感器，采用夏普GP2Y0A02YK0F距离测量传感器，用于测量障碍距离，由于采用了三角测量方法，被测物体的材质、环境温度以及测量时间都不会影响传感器的测量精度；[〇〇23] 语音报警器，采用SFM-20-C(2310)DC3-24V有源扬声器，在不同温度下都较为敏感，适用于语音报警。
[0024]本实用新型采用上述技术方案，具有以下优点和积极效果:
[0025]1、飞行感控单元囊括了陀螺仪、加速度计、数字罗盘以及高度计，使定位更为精确；[〇〇26] 2、实现微处理器信息集成的优化处理，使响应时间更为缩短、稳定性更高。[〇〇27] 3、采用如上的硬件，在保证性能的前提下节约了制作成本。
[0028]4、采用了避障报警模块，使四旋翼飞行器更为安全。【附图说明】
[0029]图1为本实用新型一种可语音警报避障的四旋翼无人飞行器系统结构框图；
[0030]图2为本实用新型一种可语音警报避障的四旋翼无人飞行器结构示意图；
[0031]图3为本实用新型一种可语音警报避障的四旋翼无人飞行器电源模块硬件电路。 [〇〇32]图4为本实用新型中红外测距传感器与微处理器的连接图。【具体实施方式】
[0033]为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合【具体实施方式】，进一步阐述本实用新型。
[0034]根据本实用新型一个实施例，如图1所示，提供一种可语音警报避障的四旋翼无人飞行器，包括:飞行姿态感控单元，推力组单元，电子调速器单元，微处理器单元，无线通信单元、电源模块和避障报警模块。[0〇35] 所述飞行姿态感控单元包括:陀螺仪与加速度计，采用Risym MPU-6050,具有范围为±250、±500、± 1000和±2000度的三轴角速度全格感测，以及控制范围为±2g、±4g、土 88、±168的三轴加速可程式控制;数字罗盘，采用6￥-28211^5983111〇(11116电子罗盘指南针模块，自带温度补偿，精度较高;高度计，采用瑞铂GY-65大气压强模块，是一款高精度、超低能耗的压力传感器，它的性能卓越，绝对精度最低可以达到〇.〇3hPa，并且耗电极低，只有3yA。
[0036]所述推力组单元采用优质定距螺旋桨叶，可以为机体输出稳定的气流，从而提供稳定的动力。[〇〇37] 所述电子调速器单元采用XXD 10A无刷电调，XXD无刷电调有以下一些优点:肩负着调节电流大小的任务，能实时监测每个锂电单体的放电情况，有效防止电池组的损坏;具有极高效率以及转速，能提供强劲动力;可兼容市面上所有遥控器，调速性能极为顺畅。 [〇〇38]所述微处理器单元采用STM32处理芯片，由于其具有低功耗、高性能、外设资源丰富、处理速度快、开发效率高，并且还可以嵌入实时操作系统等优点，使得四旋翼飞行器的设计变得相对简单，STM32处理芯片作为主控芯片，是其他各单元的纽带。
[0039]所述无线通信单元采用天地飞FT06-A六通遥控设备，其中微处理器将得到的指令转化为程序指令，用于通过遥控器向四旋翼飞行器传输飞行和任务控制指令。
[0040]所述电源模块采用飞越Tarot WY电源板，为一切其他单元提供电源。[〇〇41]所述避障报警模块包括:红外测距传感器和语音报警器，红外测距传感器能时刻注意周围障碍距离，并实时传达给微处理器单元，通过STM32处理器为其设定报警距离，当其飞行到过于接近障碍物时，就会通过语音报警器发出警报和距离提示音，从而达到避障效果。
[0042]根据本实用新型一个实施例，如图2所示，图中箭头代表飞行器的旋翼转动方向， 也就是无刷电调的转动方向。是能令飞行器悬停的转向。[〇〇43]根据本实用新型一个实施例，如图3所示，电源管理模块主要负责给各个模块提供电能，本系统使用了33,220〇11^11，25(:的11.1￥锂电池作为总电源，它通过电调将11.1￥转换成5V电压，并送给四个电机和飞行控制器，飞行控制器再通过电源芯片AMS1117-3.3V，将5V 转换为3.3V送给处理器。[〇〇44]根据本实用新型一个实施例，如图4所示，红外测距仪有3个引脚，分别为VCC、GND 以及输出端口OUT，分别连接STM32中的VCC、GND以及I/O 口。
【主权项】
1.一种可语音警报避障的四旋翼无人飞行器，其特征在于:包括:飞行姿态感控单元， 与微处理器单元相连接，用于对飞行姿态进行检测并控制;推力组单元，用于为四旋翼飞行 器提供动力；微处理器单元，采用STM32芯片，与机身各单元相连，可以高效处理任务；电子 调速器单元，从微处理器单元接受指令，用于控制四台电机的转速，以改变飞行器的姿态； 无线通信单元，用于遥控飞行器时传输通信；电源模块，用于为四旋翼飞行器飞行控制系 统、无刷电机提供电源;避障报警模块，用于检测障碍，并提供警报。2.根据权利要求1所述的一种可语音警报避障的四旋翼无人飞行器，其特征在于:所述 飞行姿态感控单元包括:陀螺仪与加速度计，采用Risym MPU-6050，用于角运动和线性加速度的检测；数字罗盘，采用GY-282HMC5983module电子罗盘指南针模块，用来为飞行器指向；高度计，采用瑞铂GY-65大气压强模块，用于高度导航以及垂直速度指示。3.根据权利要求1所述的一种可语音警报避障的四旋翼无人飞行器，其特征在于:所述 推力组单元采用定距螺旋桨叶，用于将发动机转动功率转化为推进力或升力。4.根据权利要求1所述的一种可语音警报避障的四旋翼无人飞行器，其特征在于:所述 电子调速器单元采用无刷电调，用于根据控制信号调节电动机的转速。5.根据权利要求1所述的一种可语音警报避障的四旋翼无人飞行器，其特征在于:所述 无线通信单元采用天地飞FT06-A六通遥控设备，用于通过遥控器向四旋翼飞行器传输飞行 和任务控制指令。6.根据权利要求1所述的一种可语音警报避障的四旋翼无人飞行器，其特征在于:所述 电源模块采用飞越Tarot WY电源板，用于为飞行器提供电能。7.根据权利要求1所述的一种可语音警报避障的四旋翼无人飞行器，其特征在于:所述 避障报警模块包括:红外测距传感器，采用夏普GP2Y0A02YK0F距离测量传感器，用于测量障碍距离；语音报警器，采用SFM-20-C(2310)DC3-24V有源扬声器，用于障碍距离警示。
【文档编号】G05D1/10GK205594456SQ201620249723
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年3月29日
【发明人】陈跃东, 季元扬, 张 成, 俞义忠, 王青梅
【申请人】安徽工程大学