应用于多旋翼无人机的降落伞控制系统的制作方法

本实用新型涉及无人机技术领域，特别涉及一种应用于多旋翼无人机的降落伞控制系统。

背景技术：

多旋翼飞机（Fixed-wing aeroplane）简称定翼机，常被再简称为飞机（英文：aeroplane, airplane），是指由动力装置产生前进的推力或拉力，由机身的固定机翼产生升力。

无人驾驶人机一般包括多旋翼和多旋翼两种，其中，多旋翼具有飞行效率高、速度快、距离远、重量轻、成本与使用费用低的优点。

授权公告号为CN204688423U的一篇中国专利公开了“一种无人机降落伞系统”，其包括无人机，还包括控制主板、气体发生器、降落伞、绳索、导向筒、防脱圈、挂环、支架和支撑杆，无人机的中部设置控制主板，控制主板的中心上部安装气体发生器，气体发生器的上部设有降落伞，降落伞上设有绳索，气体发生器的周向外侧设有导向筒，导向筒的周向外侧设置防脱圈，导向筒与防脱圈之间的控制主板上设置挂环，挂环上固定绳索的端头，所述无人机的上部设置支架，支架与防脱圈之间设有支撑杆，支撑杆的上端铰接在防脱圈的上部，支撑杆的下端固定在支架上。从而具有更换简单、降落伞可以重新填装实用，避免无人机在失控情况下，由高空坠毁，但是该文件没有公开如何触发气体发生器动作，以使降落伞打开，现有技术中的控制系统有地面基站通过远程遥控软件控制气体发生器动作，但是，这种方式在阴雨天气，或者信号干扰的情况下，可能会导致信号无法准确传递。

因此，需要对降落伞提供一种控制系统，能够准确的监控无人机的飞行状态，从而避免无人机坠机所造成的经济损失。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种应用于多旋翼无人机的降落伞控制系统，在现有的降落伞机构的基础上，设置独立的控制系统，能够实时监测无人机的飞行状态，从而避免无人机坠机的情况发生，具有准确度以及灵敏度高的特点。

本实用新型的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种应用于多旋翼无人机的降落伞控制系统，用于控制气体发生器开启，包括

竖直速度测量模块，用于测量无人机竖直方向上的速度，当该速度大于预设速度时，所述竖直速度检测模块输出预警信号；

高度检测模块，用于检测无人机的高度，当当前高度低于预设高度时，所述高度检测模块输出高度信号；

与门电路，耦接于竖直速度检测模块和高度检测模块，当同时接收到预警信号和高度信号时，所述与门电路输出驱动信号；

执行模块，所述执行模块响应于驱动信号控制所述气体发生器动作。

通过采用上述技术方案，竖直速度检测模块用于直接检测无人机在竖直方向上的速度情况，并且高度检测模块用于检测无人机当前的高度情况，当速度过大且高度过低时，此时无人机极有可能出现故障，而且当同时满足这两种情况时，无人机也无法在极短的时间内作出减速运动，与门电路输出驱动信号，并控制执行模块控制气体发生器动作，从而使设置在无人机上的降落伞打开，防止无人机发生故障直接坠机。

作为本实用新型的改进，所述竖直速度检测模块包括

高度计，用于实时采集无人机当前的高度，并输出位置信号；

处理单元，耦接于第一高度计，采集单位时间内位置信号的变化，并输出采样电压；

第一基准单元，用于输出对应于预设速度的第一基准电压；

第一比较单元，耦接于处理单元和第一基准单元，当采样电压大于第一基准电压时，所述第一比较单元输出预警信号。

通过采用上述技术方案，利用气压与高度的关系，通过观测气压测量飞机飞行海拔高度，并实时输出当前高度的电信号，处理单元连接高度计，通过单位时间内采集两个时间节点的高度差，从而能够得出当前的速度，并输出当前速度所对应的采样电压，第一基准单元用于提供预设速度时的第一基准电压，第一比较单元耦接于处理单元和第一基准单元用于比较采样电压和第一基准电压，当采样电压大于第一基准电压时，表示当前速度大于预设速度，此时竖直速度检测模块输出预警信号，表示飞机在竖直方向上的线性速度过快。

作为本实用新型的改进，所述第一基准单元包括串联设置的第一电阻和第二电阻，所述第一电阻和第二电阻耦接的节点输出第一基准电压。

通过采用上述技术方案，利用串联电阻分压的原理在第一电阻和第二电阻耦接的节点处输出第一基准电压。

作为本实用新型的改进，所述第一电阻和第二电阻，至少一个为可调电阻。

通过采用上述技术方案，由于不同的环境或者不同的地区的气压不同，因此所需要的基准值也不同，所以将第一电阻或者第二电阻的中的至少一个设置为可调电阻，通过调节电阻的阻值，能够实现调节第一基准电压的特点，从而使基准电压的取样更为精准。

作为本实用新型的改进，所述高度检测模块耦接于所述高度计，所述高度检测模块包括

第二基准单元，所述第二基准单元包括串联设置的第三电阻和第四电阻，所述第三电阻和第四电阻耦接的节点输出第二基准电压；

第二比较单元，耦接于高度计和第二基准单元，用于比较位置信号和第二基准电压，当位置信号低于第二基准电压时，所述第二比较单元输出高度信号。

通过采用上述技术方案，高度检测模块也耦接于高度计，从而起到节省成本的效果，不必设置多余的高度计，通过第二比较单元与第二基准单元进行比较，当高度过低时，第二比较单元输出高度信号。

作为本实用新型的改进，所述执行模块包括继电器，所述继电器包括线圈和常开触点，所述线圈耦接于与门电路的输出端，响应于驱动信号得电，所述常开触点与控制气体发生器工作的控制器串联。

通过采用上述技术方案，利用继电器精准度高的特点，当接收到与门电阻输出的驱动信号时，继电器线圈得电，从而驱动继电器常开触点闭合，由于常开触点与气体发生器串联设置，所以当常开触点闭合时，能够使气体发生器得电工作。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：竖直速度检测模块用于直接检测无人机在竖直方向上的速度情况，并且高度检测模块用于检测无人机当前的高度情况，当速度过大且高度过低时，此时无人机极有可能出现故障，而且当同时满足这两种情况时，无人机也无法在极短的时间内作出减速运动，与门电路输出驱动信号，并控制执行模块控制气体发生器动作，从而使设置在无人机上的降落伞打开，防止无人机发生故障直接坠机。

附图说明

图1是本实施例整体结构示意图；

图2是实施例中降落伞控制系统的结构示意图。

图中，1、无人机；2、控制主板；3、气体发生器；4、降落伞；5、绳索；6、导向筒；7、防脱圈；8、挂环；9、支架；10、支撑杆；11、外壳；12、点火器；13、过滤器；14、填充腔；15、稳流腔；16、控制器；17、出气口；18、槽；19、第一基准单元；20、第一比较单元；21、第二基准单元；22、第二比较单元；23、执行模块；24、竖直速度检测模块；25、高度检测模块。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

参照图1所示，应用于多旋翼无人机1的降落伞4控制系统，该无人机1的结构包括无人机1，在无人机1的中部设置有控制主板2，控制主板2上集成有降落伞4控制系统，在控制主板2的中心的上方安装有气体发生器3和设置在气体发生器3上方的降落伞4，降落伞4上设置有绳索5，气体发生器3的周向外侧设有导向筒6，导向筒6的周向外侧设置有防脱圈7，防脱圈7的设置防止在降落伞4上的绳索5在撑开过程中缠绕在导向筒6上，导向筒6和防脱圈7之间的控制主板2上设置有挂环8，挂环8上固定绳索5的断头，无人机1的上部设置支架9，支架9与防脱圈7之间设置有支撑杆10，支撑杆10的上端铰接在防脱圈7的上部，支撑杆10的下端固定在支架9上。

上述的气体发生器3包括外壳11，外壳11的中心的下部设置点火器12，点火器12的外侧设有过滤器13，在点火器12与过滤器13之间设置有填充腔14，该填充腔14用于填充氯化钠。过滤器13与外壳11之间设置有稳流腔15，利用气体发生器3瞬间产生的氮气，将降落伞4瞬间向上吹出，为了吹出更多的氮气，在外壳11的外壁上开有若干出气口17，并在导向筒6的内壁开设槽18，当吹出氮气时，起到导向作用。

在控制主板2的下方设置控制器16，控制器16用于控制点火器12工作，从而使气体发生器3触发，该控制器16受控于降落伞4控制系统工作，当控制器16控制点火器12工作时，会瞬间产生大量的氮气。

参照图2所示，上述的降落伞4控制系统包括竖直速度测量模块、高度检测模块25、与门电路以及执行模块23，其中竖直速度测量模块用于测量无人机1竖直方向上的速度，当该速度大于预设速度时，竖直速度检测模块24输出预警信号，其包括有高度计、处理单元、第一基准单元19以及第一比较单元20，处理单元可以设置成型号为PIC16F887-I/P 8位微控制芯片，高度计用于实时检测无人机1当前的高度，处理单元用于采集单位时间内的两个时间点的高度值并做差，从而得到单位时间内无人机1竖直方向上的速度大小，第一基准单元19用于输出一基准电压，其包括串联设置的电阻R1和电阻R2，并且电阻R2为可调电阻，利用电阻分压原理在电阻R1和电阻R2耦接的节点位置输出第一基准电压，第一比较单元20设置为比较器，该比较器的同向输入端耦接处理单元，反向输入端耦接第一比较单元20，利用比较器的特点来比较第一基准电压和采样信号，当采样电压大于第一基准电压时，比较器输出预警信号；

高度检测模块25耦接于高度计，用于检测无人机1的高度，当当前高度低于预设高度时，所述高度检测模块25输出高度信号，该高度检测模块25包括第二基准单元21和第二比较单元22，其中第二基准单元21包括串联设置的电阻R3和电阻R4，其中电阻R3和电阻R4耦接的节点输出第二基准电压，并且电阻R4为可调电阻，第二比较单元22设置为比较器，该比较器的同向输入端耦接第二基准单元21，比较器的反向输入端耦接高度计，当高度信号小于第二基准电压时，该比较器输出高度信号。

与门电路为二输入与门，其两个输入端分别耦接第一比较单元20和第二比较单元22，并分别接收高度信号和预警信号，当同时接收到两个信号时，该与门电路输入执行信号，及高电平信号。

执行单元包括NPN三极管VT1和继电器线圈，此处的NPN三极管作为开关元器件使用，当NPN三极管VT1的基极接收到执行信号时，使三极管的集电极和发射极导通，从而使继电器线圈KM1得电，以吸合常开触点KM2，从而能够驱动控制器16工作。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。