小型无人飞行器吊装设备及进行吊装的方法
【专利说明】
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技术领域： 本发明涉及一种小型无人飞行器吊装设备及进行吊装的方法。
[0002]
【背景技术】： 现在，无人机技术获得了长足的发展，但其吊装机构不尽人意，目前舵机机械手的负载 是作用在舵机本身上，舵机必须加电，才能承接载荷，否则会造成舵机齿轮变形，停止位变 位，舵机机械手要求持续供电来维持夹紧力矩，而且，舵机机械手为两点或多点夹持，这就 要求舵机机械和电子结构必须同步，由此大大增加了设计的复杂性，一旦舵机机械手出现 同步问题，整个飞行器飞行状态发生变化，会带来严重的后果。
[0003] 无人机现有的吊装设备有如下问题： (1) 舵机机械手运行过程中，加载不通电的操作失误几率大，易导致舵机齿轮变形受 损，终止位变化； (2) 舵机机械手持续供电，耗费了大量宝贵的电能； (3) 舵机机械和电子结构同步的设计要求，增加了设计的复杂性，加大了吊装设备的重 量，提高了系统的故障率； (4) 机械手向上翻转60度才能卸载，抓手的旋转影响飞行状态、增加飞行不安全性。
[0004]
【发明内容】
： 本发明的目的是提供一种小型无人飞行器吊装设备及进行吊装的方法。
[0005] 上述的目的通过以下的技术方案实现： 一种小型无人飞行器吊装设备，其组成包括：壳体，所述的壳体内安装有控制主板，所 述的控制主板包括无线信号采集电路、电源转换电路，所述的无线信号采集电路与数据处 理电路连接，所述的数据处理电路与电磁铁驱动电路连接。
[0006] 所述的小型无人飞行器吊装设备，所述的壳体是立方体，所述的壳体侧面通过螺 钉与盖板连接，所述的盖板上分别安装有充电接口、开关，所述的壳体下方具有沉孔，所述 的沉孔内安装有挂载吸片。
[0007] 所述的小型无人飞行器吊装设备，所述的无线信号采集电路包括2. 4G无线射频 接收电路、PWM脉冲输出电路，所述的无线信号采集电路有8组并行的PWM输出通道、1组 SBUS总线输出通道、6组PWM输出通道的脉冲信号，接收机通过2. 4G射频模块与遥控器进 行无线通讯，当遥控器上有控制动作的时，遥控器将动作信号转变为2. 4G无线发射信号， 接收机接收到遥控器发射器发射的无线信号，检波之后，将无线信号转变成单片机可以采 集的PWM信号，送到单片机的信号采集端口。
[0008] 所述的小型无人飞行器吊装设备，所述的电源转换电路包括单片机供电电路、无 线接收机供电电路、控制输出供电电路，所述的电源转换电路采用11. IV锂电池供电，控制 输出电路由主电源的锂电池直接供电，电路中加入滤波电容和续流保护二极管，电源输出 平稳、降低系统干扰以及保护驱动芯片等，所述的无线接收机供电电路和单片机系统供电 电路分别采用LM1085和LM1117电源转换芯片，LM1085将所述的主电源的锂电池电压转换 成+5v给接收机供电，LM1117将+5v装换成3. 3V给单片机系统供电，两个电路均有滤波电 容、电源指示灯以及O欧姆电阻测试节点，使电源输出平稳。
[0009] 所述的小型无人飞行器吊装设备，所述的数据处理电路包括单片机，所述的单片 机采集无线接收机第6个通道信号输出的脉冲宽度，根据脉冲宽度的变化，控制驱动器来 实现投放动作。
[0010] 所述的小型无人飞行器吊装设备，所述的电磁铁驱动电路输出部分电路采用电磁 铁控制芯片LM298N，所述的电磁铁控制芯片LM298N是一款专门控制低压直流电磁铁的芯 片，芯片输入电压5-48V，输出电流5A，电磁铁在工作的时候产生电磁干扰与电动机工作的 情况相同，所述的电磁铁驱动电路中有四个二极管反向并联在驱动输出的电路上，由于磁 性原件在工作和停止的时候会产生反向电动势，干扰或损坏驱动器，是驱动电路不能正常 工作，四个续流二极管可以抵消反电动势，保护驱动器，使电路正常工作。
[0011] 一种小型无人飞行器吊装设备及进行吊装的方法，该方法包括如下步骤： 首先是按下总开关，对小型无人飞行器吊装设备内部的失电电磁铁通电〇.7s，然后 检测遥控器信号，如收到信号则对失电电磁铁通电，每隔1分钟检测电池电压，如果低于 3. 3v，LED灯闪烁报警； 所述的失电电磁铁，加载时不通电，瞬间通电后负载脱离，所述的失电电磁铁是沉孔结 构、嵌入式控制系统，所述的小型无人飞行器吊装设备内含磁性隔离和电磁屏蔽材料，分别 屏蔽来自失电电磁铁本身和外界对于飞行控制器的电磁干扰。
[0012] 有益效果： 1.本发明的主要是小型无人飞行器吊装设备在失电电磁铁的使用下，实现了断电加 载，通电瞬间负载脱离，该结构大大节省了电能，利用很小的电池，就能完成吊装卸载任务， 小电池的应用使重量减轻，同时使吊装卸载供电从飞行器用电系统中独立出来，所述的失 电电磁铁的控制是全自动化的，发明效果完全达到了所设定的目标功能。
[0013] 本发明的失电电磁铁是沉孔结构、嵌入式控制系统，所述的小型无人飞行器吊装 设备内含磁性隔离和电磁屏蔽材料，分别屏蔽来自失电电磁铁本身和外界对于飞行控制器 的电磁干扰，所述的失电电磁铁的沉孔结构，防止了剪切力的施加，保证了荷载安全。
[0014] 本发明的锂电池与传统的电池比较，具有寿命长、高功率、重量轻、高低温适应性 强、自放电率很低、绿色环保等优点。
[0015] 本发明的无线信号采集电路有8组并行的PWM输出通道，外加1组SBUS总线输出 通道，本装置主要采集第6组PWM输出通道的脉冲信号，接收机通过2. 4G射频模块与遥控 器进行无线通讯，当遥控器上有控制动作的时，遥控器将动作信号转变为2. 4G无线发射信 号，接收机接收到遥控器发射器发射的无线信号，检波之后，将无线信号转变成单片机可以 采集的PWM信号，送到单片机的信号采集端口。
[0016] 本发明的电源转换电路采用11. IV锂电池供电，控制输出电路由主电源的锂电 池直接供电，电路中加入滤波电容和续流保护二极管，电源输出平稳、降低系统干扰以及 保护驱动芯片等，所述的无线接收机供电电路和单片机系统供电电路分别采用LM1085和 LM1117电源转换芯片，LM1085将所述的主电源的锂电池电压转换成+5v给接收机供电， LM1117将+5v装换成3. 3V给单片机系统供电，两个电路均有滤波电容、电源指示灯以及0 欧姆电阻测试节点，使电源输出平稳，方便系统调试。
[0017] 本发明的数据处理电路包括单片机，所述的单片机采集无线接收机第6个通道信 号输出的脉冲宽度，根据脉冲宽度的变化，控制驱动器来实现投放动作。
[0018] 本发明的所述的电磁铁驱动电路输出部分电路采用电磁铁控制芯片LM298N，所述 的电磁铁控制芯片LM298N是一款专门控制低压直流电磁铁的芯片，芯片输入电压5-48V， 输出电流5A，电磁铁在工作的时候产生电磁干扰与电动机工作的情况相同，完全满足要求， 该芯片具有体积小、外围电路器件少、逻辑控制简便等优点，电路有四个二极管反向并联在 驱动输出的电路上，由于磁性原件在工作和停止的时候会产生反向电动势，干扰或损坏驱 动器，是驱动电路不能正常工作，四个续流二极管可以抵消反电动势，保护驱动器，使电路 正常工作。
[0019] 本发明的无人飞行器吊装设备，吊装卸载简单可靠，卸载位置即可手动确定，又可 通过导航技术自动选择，系统设计简单、功能完善、操作可靠，同时该发明用电少，可独立供 电，自成系统，降低了系统重量，提高了系统可靠性， 卸载瞬间完成，无需任何机械转动，飞行器运行安全。
[0020] 本发明的充电接口具有防水功能，与其他电路接口统一，为了防止操作失误，每次 打开电源都会接通一次失电电磁铁，如果误将其他零件置于吸合区内 可籍此手动取出，壳体有沉孔设计吸片吸合时下表面与合体平齐，可防止吸片吸合后 的径向窜动。
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【附图说明】： 附图1是本发明的结构示意图。
[0022] 附图2是本发明的外观图。
[0023] 附图3是本发明的控制流程图。
[0024] 附图4是附图1中控制电路图的第一部分的电路原理图。