一种无人机起落架综合控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本专利设及一种无人机起落架综合控制系统，具体是一种无人飞机的前主起舱口 及起落架放下、前轮转弯与主轮刹车功能的综合控制系统，该系统为一种在任何单一故障 下均能保障无人机在降落过程中的舱口与起落架放下、前轮转弯有效及可靠刹停飞机的安 全性系统。
【背景技术】
[0002] 由于无人机本身具有重量轻、燃油经济性好、再次出动时间短及维护性好等特点， 随着国内外无人机在各领域的使用，无人机对起落架综合控制系统可靠性及安全性日趋增 加。
[0003] 在2012年6月《微电机》中"飞机全电刹车高压驱动器设计与研究"与2013年9 月《机械科学与技术》中"飞机全电式前轮转弯系统设计与优化分析"两文中分别描述了电 刹车与前轮转弯的系统构成，但均缺乏系统故障后，余度重构的能力，电气系统通常是飞机 故障率较高系统，所W上述系统的可靠性及安全性较低。
【发明内容】
[0004] 为解决现有无人机起落架系统中起落架收放、前轮转弯与刹车完全独立而出现 的：系统组成产品多，使用工作介质不同，整体重量重，可靠性及安全低等不足，本发明提出 了 一种起落架综合控制系统。 阳〇化]本发明包括气压系统和电气系统：所述气压系统由两个气瓶及两个气压电磁阀组 成，所述电气系统包括前轮转弯功率放大作动器、气压电磁阀、气压传感器、起落架位置传 感器、刹车功率放大作动器、起落架综合控制单元组成。
[0006] 所述气压系统包括气压系统主通道和气压系统备通道，由第一气瓶和第二气压电 磁阀组成压系统主通道，由第二气瓶和第二气压电磁阀组成气压系统备通道；所述的第一 气压电磁阀和第二气压电磁阀均为双余度气压电磁阀。
[0007] 所述电气系统包括电气主通道和电气备通道，由飞机主电源、飞机备用电池、双余 度前轮转弯功率放大作动器、双余度起落架位置传感器、双余度飞行控制计算机、双余度起 落架综合控制单元、双余度左刹车功率放大作动器、双余度右刹车功率放大作动器、双余度 第一气压电磁阀、双余度第二气压电磁阀、双余度第一气压传感器和双余度第二气压传感 器组成。
[0008] 起落架综合控制系统的电气部分包括前轮转弯功率放大作动器、气压电磁阀、气 压传感器、起落架位置传感器、刹车功率放大作动器、起落架综合控制单元，上述电气部分 双余度设计，形成了电气部分的主备通道。
[0009] 起落架控制系统气压部分包括主备气瓶及减压阀组成。
[0010] W上所述无人机电气主通道包括各前轮转弯功率放大作动器的第一绕组及第一 位置传感器、第一气压电磁阀的第一线圈、第二气压电磁阀的第一线圈、第一气压传感器的 第一通道、第二气压传感器的第一通道、起落架位置传感器的第一通道、刹车功率放大作动 器的第一绕组及第一位置传感器、起落架综合控制单元的第一通道。连接上述电气部分主 通道时。前轮转弯功率放大作动器的第一位置传感器与起落架综合控制单元的第一通道输 入接口连接，起落架位置传感器的第一通道与起落架综合控制单元的第一通道输入接口连 接，刹车功率放大作动器的第一位置传感器与起落架综合控制单元的第一通道输入接口连 接，第一气压传感器的第一通道与起落架综合控制单元的第一通道输入接口连接，第二气 压传感器的第一通道与起落架综合控制单元的第一通道输入接口连接。前轮转弯功率放大 作动器的第一绕组与起落架综合控制单元的第一通道输出接口连接，第一气压电磁阀的第 一线圈与起落架综合控制单元的主通道输出接口连接，第二气压电磁阀的第一线圈与起落 架综合控制单元的第一通道输出接口连接，刹车功率放大作动器的第一绕组与起落架综合 控制单元的第一通道输出接口连接。
[0011] W上所述无人机电气备通道包括各前轮转弯功率放大作动器的第二绕组及第二 位置传感器、第一气压电磁阀的第二线圈、第二气压电磁阀的第二线圈、第一气压传感器的 第二通道、第二气压传感器的第二通道、起落架位置传感器的第二通道、刹车功率放大作动 器的第二绕组及第二位置传感器、起落架综合控制单元的第二通道，连接上述电气部分第 二通道时，将前轮转弯功率放大作动器的第二位置传感器与起落架综合控制单元的第二通 道输入接口连接，起落架位置传感器的第二通道与起落架综合控制单元的第二通道输入接 口连接，刹车功率放大作动器的第二位置传感器与起落架综合控制单元的备第二道输入接 口连接，前轮转弯功率放大作动器的第二备绕组与起落架综合控制单元的第二通道输出接 口连接，第一气压电磁阀的第二线圈与起落架综合控制单元的第二通道输出接口连接，第 二气压电磁阀的第二线圈与起落架综合控制单元的第二通道输出接口连接，刹车功率放 大作动器的第二绕组与起落架综合控制单元的第二通道输出接口连接。
[0012] 所述无人机起落架控制系统的气压部分连接如下：第一气瓶供压口与第一气压 电磁阀输入口连接，第二气瓶与第二气压电磁阀输入口连接，第一与第二气压电磁阀输出 口并联，与无人机前起落架及主起落架舱口锁作动筒连接。
[0013] 无人机在降落过程中，由无人机飞控计算机通过总线发送飞机舱口与起落架打开 控制命令，起落架综合控制单元接收到命令后，打开第一气压电磁阀，气压通过电磁阀作用 飞机前主舱口锁作动筒，前主舱口锁作动筒出现位移，打开前主起落架舱口并锁定，同时前 主舱口锁作动筒触发无人机上协调活口，气压通过协调活口作用飞机前主起落架上位锁作 用前主起落架放下，起落架综合控制单元通过气压传感器及双余度舱口与起落架位置传感 器检测舱口与起落架是否放下到位。
[0014] 无人机在着陆后，由无人机飞控计算机通过总线发送前轮转弯及刹车命令，起落 架综合控制单元通过前轮转弯功率放大作动器与刹车功率放大作动器完成相应的前轮转 弯与刹车操作。
[0015] 本发明的电气与气压部分均采取了双余度配置，确保了起落架系统在任何单一故 障下均能正常工作。具体是：系统用于放飞机舱口与起落架的气源为主备双气瓶方式，系统 供电采用是飞机上飞机主电源与应急电池两路并联同时给起落架综合控制单元供电方式； 系统控制元件-综合控制单元采用独立的主备通道方式，热备份工作方式；系统的获取指 令通道-由综合控制单元主备通道独立获取；系统传感元件-气压传感器、舱口与起落架位 置传感器、前轮转弯功率放大作动器位置传感器、刹车功率放大作动器位置传感器均采用 了余度设计，同时为综合控制单元提供信号；系统执行元件-气压电磁阀、前轮转弯功率放 大作动器绕组、刹车功率放大作动器绕组均采取了双余度设计，接受综合控制单元主或备 通道控制。
[0016] 本发明采取了高安全性的故障处理策略，既保证了无人飞机起落架控制系统的各 项功能，又简化了飞机起落功能的组成，减轻了飞机重量，从而很大程度提高了无人飞机起 降过程的安全性。具体是：系统中任一电气或气压元件出现故障，均可使用备用能源或切换 至备用通道工作，不影响系统的各项功能，具体分析见表1。
[0017] 表 1
[0018]
【附图说明】
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