专利名称：用于固定翼模型飞机飞行控制的电路板和固定翼模型飞机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电路板和固定翼模型飞机，特别是涉及一种适用于小型固定翼模型飞机的飞行控制的电路板以及包括所述电路板的固定翼模型飞机。
背景技术：
现有的固定翼模型飞机中仅仅基于遥控器等部件发送控制指令来控制固定翼模型飞机中各个舵机和马达，从而控制所述固定翼模型飞机的飞行状态。由于模型飞机的重量轻，因此在自然环境中，风之类的流动的气流会严重干扰固定翼模型飞机的飞行状态，所以仅仅依靠用户等发送飞行状态控制指令难以有效地维持固定翼模型飞机的飞行状态。因而随着陀螺仪技术的兴起，以及航拍等任务系统的需要，逐步把陀螺仪应用到固定翼模型飞机上，即将所述陀螺仪外接至所述固定翼模型飞机中。如图I所示，现有的固定翼模型飞机中每个陀螺仪均基于从接收机接收的控制数据分别控制固定翼飞机中的升降舵机，方向舵机和副翼舵机等的转动。所以每个陀螺仪均需要连接于接收机和舵机之间，而且如图I所示，各个舵机和接收机在固定翼模型飞机中的位置距离很远，而且现有的固定翼模型飞机的内部结构已经很复杂，所以再加入陀螺仪时，需要重新设计固定翼模型飞机的内部结构，而且各个陀螺仪在模型飞机内部的位置分散，因而难以维修或替换。所以外接的陀螺仪的方式造成固定翼模型飞机的结构复杂，而且成本高并且重量重，而模型飞机对自身重量的要求，使得外界陀螺仪难以有效地应用至所述固定翼模型飞机中，尤其是无法应用至小型或室内固定翼模型飞机等对模型飞机自身重量敏感的模型飞机。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术的固定翼模型飞机中缺乏陀螺仪导致的飞行状态不稳定，以及在固定翼模型飞机中，尤其是小型或室内固定翼模型飞机中，无法有效地采用陀螺仪的缺陷，提供一种用于固定翼模型飞机飞行控制的电路板和固定翼模型飞机，通过将陀螺仪集成至所述线路板，从而在引入陀螺仪的同时降低模型飞机的结构的复杂度。本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的本实用新型提供了一种用于固定翼模型飞机的飞行控制的电路板，其特点是所述电路板包括一线路板、用于采集所述固定翼模型飞机的飞行状态的一陀螺仪、用于控制所述固定翼模型飞机的飞行状态的一控制单元以及用于接收飞行状态控制数据的一射频接收单元；其中所述陀螺仪、控制单元和射频接收单元均设置于所述线路板上，所述控制单元基于所述飞行状态控制数据和所述固定翼模型飞机的飞行状态控制所述固定翼模型飞机的飞行状态。较佳地，所述电路板还包括用于控制升降舵面转动的一升降舵机、用于控制方向舵面转动一方向舵机以及一个或多个用于控制副翼转动的副翼舵机；其中所述升降舵机、方向舵机和副翼舵机均设置于所述线路板上，所述控制单元基于所述飞行状态控制数据和所述固定翼模型飞机的飞行状态通过所述升降舵机、方向舵机和副翼舵机控制所述固定翼模型飞机的飞行状态。较佳地，所述电路板还包括一个或多个用于调节马达转速的马达调速器；其中所述马达调节器均设置于所述线路板上，所述控制单元还基于所述飞行状态控制数据和所述固定翼模型飞机的飞行状态通过所述马达调速器控制所述固定翼模型飞机的马达转速。较佳地，所述陀螺仪包括三个单轴角加速度传感器或者一个单轴角加速度传感器和一个双轴角加速度传感器或者一个三轴角加速度传感器。即本实用新型中采用的陀螺仪为三轴陀螺仪。较佳地，所述陀螺仪还包括三个重力加速度传感器或一个三轴重力加速度传感器。即本实用新型中采用的陀螺仪为六轴陀螺仪。较佳地，所述陀螺仪还包括三个磁阻传感器或一个三轴磁阻传感器。即本实用新 型中采用的陀螺仪为九轴陀螺仪。本实用新型还提供了一种固定翼模型飞机，所述固定翼模型飞机包括如上所述的用于固定翼模型飞机的飞行控制的电路板。本实用新型的积极进步效果在于本实用新型的用于固定翼模型飞机飞行控制的电路板通过将陀螺仪集成至所述线路板，从而在固定翼模型飞机中引入陀螺仪，并通过不断的控制调整所述固定翼模型飞机的飞行状态来有效地维持固定翼模型飞机的飞行姿态。而且利用由角加速度传感器、重力加速度传感器和磁阻传感器构成的陀螺仪体积小和重量轻的优点，在减少了固定翼飞机的重量的同时，还减少了线路板的面积和线路板结构的复杂度。并且通过集成所述陀螺仪至线路板还降低了引入陀螺仪所带来的固定翼模型飞机的结构的复杂度。所以降低了固定翼模型飞机的重量，从而特别适用于小型或室内的固定翼模型飞机。此外本实用新型的用于模型飞机的飞行控制的电路板还集成马达调速器和舵机于同一线路板上，从而降低了固定翼模型飞机内部结构的复杂度，进一步地优化了固定翼模型飞机的结构。进而进一步地降低了模型飞机的重量。
图I为现有技术中具有陀螺仪的固定翼模型飞机的机构示意图。图2为本实用新型的电路板的第一实施例的结构示意图。图3为本实用新型的电路板的第二实施例的结构示意图。图4为本实用新型的电路板的第二实施例应用于固定翼模型飞机时控制系统的结构框图。
具体实施方式
以下结合附图给出本实用新型较佳实施例，以详细说明本实用新型的技术方案。第一实施例[0025]如图I所示，本实施例的电路板中包括一线路板I、一陀螺仪2、一控制单元3和一射频接收单元4。其中所述陀螺仪2、控制单元3和射频接收单元4均设置于所述线路板I上。所述射频接收单元4用于接收外界设备发送的飞行状态控制数据，例如接收来自遥控器的飞行控制指令等。所述陀螺仪2用于采集一固定翼模型 飞机的飞行状态，即采集固定翼模型飞机飞行时的水平偏角等飞行姿态的数据。本实施例中所述陀螺仪2中包括一三轴角加速度传感器21，从而可以通过立体坐标的方式，即所述三轴角加速度传感器21中各个轴的角加速度传感器分别检测不同的方向的角加速度的方式，检测所述模型飞机的飞行姿态的数据，其中所述三轴加速度传感器21为现有技术中常用的角加速度传感器，此外还可以采用现有技术中的三个单轴角加速度传感器或者一个单轴角加速度传感器和一个双轴角加速度传感器来取代所述三轴角加速度传感器21以立体坐标的方式检测所述模型飞机的飞行姿态的数据。另外，本实施例中的所述陀螺仪2及其包含的三轴角加速度传感器21等和射频接收单元4均可以采用现有的硬件实现，故在此对其具体实现过程不做赘述。所述控制单元3基于所述飞行状态控制数据和所述固定翼模型飞机的飞行状态通过所述固定翼模型飞机中升降舵机、方向舵机和副翼舵机来控制所述固定翼模型飞机上各个舵面的转动，从而控制所述固定翼模型飞机的飞行状态。本实施例的工作原理如下所述射频接收单元4接收外界设备发送的飞行状态控制数据，同时所述陀螺仪2的三轴角加速度传感器21采集固定翼模型飞机的飞行姿态等飞行状态的数据。所述控制单元3基于所述飞行状态控制数据和飞行状态的数据通过所述升降舵机、方向舵机和副翼舵机控制所述固定翼模型飞机上各个舵面的转动。从而可以通过控制所述固定翼模型飞机的飞行状态来维持固定翼模型飞机的飞行姿态。第二实施例如图2和图3所示，本实施例的电路板与第一实施例中电路板的区别在于本实施例中所述线路板I上还设置有一升降舵机51、一方向舵机52和两个副翼舵机53。而且所述线路板I上还设置有一马达调速器6。其中所述升降舵机51用于控制升降舵面的转动，所述方向舵机52用于控制方向舵面的转动，所述副翼舵机53均用于控制副翼的转动。其中可以根据固定翼模型飞机的结构和构造采用不同数量的所述副翼舵机53来控制固定翼模型飞机中的副翼转动。本实施例中通过将所述升降舵机51、方向舵机52和副翼舵机53设置于所述线路板I上来降低模型飞机内部结构的复杂度此外本实施例的陀螺仪2中还包括三个重力加速度传感器22和三个磁阻传感器23，所述重力加速度传感器22和磁阻传感器23均为现有技术中的重力加速度传感器和磁阻传感器。此外所述陀螺仪2中还可以采用一个三轴重力加速度传感器和一个三轴磁阻传感器，从而可以进一步地通过立体坐标的方式采集所述固定翼模型飞机飞行过程中飞行姿态和飞行状态的数据。本实施例中所述马达调节器6用于调节马达转速，并且所述控制单元还基于所述飞行状态控制数据和所述固定翼模型飞机的飞行状态通过所述马达调速器6控制所述固定翼模型飞机的马达转速。其中可以根据固定翼飞机中所采用马达的数量设置相应数量的马达调速器6。另外，本实施例中所涉及的马达调节器6、重力加速度传感器22和磁阻传感器23等均可以通过现有的硬件实现，故在此对其具体实现过程不做赘述。当本实施例的电路板应用于一固定翼模型飞机时，如图3所示，所述升降舵机51、方向舵机52和副翼舵机53分别与固定翼模型飞机的升降舵、方向舵和副翼连接，并分别控制所述升降舵、方向舵和副翼的转动。所述马达调速器6与固定翼模型飞机的马达连接，并调节所述马达的转速。此时本实施例的电路板应用于所述固定翼模型飞机时的工作原理如下所述射频接收单元4接收外界设备发送的飞行状态控制数据，同时所述陀螺仪2 的三轴角加速度传感器21、重力加速度传感器22和磁阻传感器23采集固定翼模型飞机的飞行姿态等飞行状态的数据。所述控制单元3基于所述飞行状态控制数据和飞行状态的数据通过线路板I上的所述升降舵机51、方向舵机52和副翼舵机53分别控制所述固定翼模型飞机上所述升降舵、方向舵和副翼的转动，并通过所述马达调速器6控制所以控制固定翼模型飞机的马达转速，从而实现了对所述固定翼模型飞机的飞行状态的控制。虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式
，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种用于固定翼模型飞机的飞行控制的电路板，其特征在于，所述电路板包括一线路板、用于采集所述固定翼模型飞机的飞行状态的一陀螺仪、用于控制所述固定翼模型飞机的飞行状态的一控制单元以及用于接收飞行状态控制数据的一射频接收单元； 其中所述陀螺仪、控制单元和射频接收单元均设置于所述线路板上，所述控制单元基于所述飞行状态控制数据和所述固定翼模型飞机的飞行状态控制所述固定翼模型飞机的飞行状态。
2.如权利要求I所述的电路板，其特征在于，所述电路板还包括用于控制升降舵面转动的一升降舵机、用于控制方向舵面转动一方向舵机以及一个或多个用于控制副翼转动的副翼舵机； 其中所述升降舵机、方向舵机和副翼舵机均设置于所述线路板上，所述控制单元基于所述飞行状态控制数据和所述固定翼模型飞机的飞行状态通过所述升降舵机、方向舵机和副翼舵机控制所述固定翼模型飞机的飞行状态。
3.如权利要求I所述的电路板，其特征在于，所述电路板还包括一个或多个用于调节马达转速的马达调速器； 其中所述马达调节器均设置于所述线路板上，所述控制单元还基于所述飞行状态控制数据和所述固定翼模型飞机的飞行状态通过所述马达调速器控制所述固定翼模型飞机的马达转速。
4.如权利要求1-3中任一项所述的电路板，其特征在于，所述陀螺仪包括三个单轴角加速度传感器或者一个单轴角加速度传感器和一个双轴角加速度传感器或者一个三轴角加速度传感器。
5.如权利要求4所述的电路板，其特征在于，所述陀螺仪还包括三个重力加速度传感器或一个三轴重力加速度传感器。
6.如权利要求5所述的电路板，其特征在于，所述陀螺仪还包括三个磁阻传感器或一个三轴磁阻传感器。
7.一种固定翼模型飞机，其特征在于，所述固定翼模型飞机包括如权利要求1-6中任一项所述的用于固定翼模型飞机的飞行控制的电路板。
专利摘要本实用新型公开了一种用于固定翼模型飞机的飞行控制的电路板，包括一线路板、用于采集所述固定翼模型飞机的飞行状态的一陀螺仪、用于控制所述固定翼模型飞机的飞行状态的一控制单元以及用于接收飞行状态控制数据的一射频接收单元；其中所述陀螺仪、控制单元和射频接收单元均设置于所述线路板上，所述控制单元基于所述飞行状态控制数据和所述固定翼模型飞机的飞行状态控制所述固定翼模型飞机的飞行状态。本实用新型还公开了一种采用上述电路板的固定翼模型飞机。本实用新型的用于固定翼模型飞机飞行控制的电路板通过将陀螺仪集成至所述线路板，从而在固定翼模型飞机中引入陀螺仪，从而可以有效地维持固定翼模型飞机飞行状态。
文档编号A63H27/18GK202490444SQ20112056562
公开日2012年10月17日 申请日期2011年12月29日 优先权日2011年12月29日
发明者江文彦, 田瑜 申请人:江文彦, 田瑜