一种无人机发动机监控单元的制作方法
【专利摘要】本发明涉及监测控制【技术领域】，尤其涉及一种无人机发动机监控单元。其包括数据采集装置、控制装置、通信装置、发动机监测装置、飞控计算机、受控装置和供电电路；所述发动机监测装置和数据采集装置同时对发动机的运行参数进行监测，发动机监测装置和数据采集装置将监测到的信号传输给飞控计算机，所述飞控计算机接收到主控电路发射的信号后进行分析并根据分析结果向主控电路发送控制命令，控制装置根据控制命令控制继电器工作，继电器对受控装置的运行进行控制；所述供电电路为无人机发动机监控单元的运行供电。该监测单元可有效的对发动机的运行状态进行监测，并且根据无人机的飞行状态对发动机进行相应的控制，可有效的无人机飞行的可靠性。
【专利说明】 一种无人机发动机监控单元
【技术领域】
[0001]本发明涉及监测控制【技术领域】，尤其涉及一种无人机发动机监控单元。
【背景技术】
[0002]无人驾驶飞机简称“无人机”，其是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操作无人机进行不载人飞行。无人机上无驾驶舱，但安装有飞机控制装置，监测设备等电器设备。其控制在很大程度上要比有人作战飞机复杂得多。而发动机是飞机的心脏，也是容易发生故障的主要部件。一旦发动机出现故障，发生坠机事故的几率非常高。
[0003]通常无人机发动机故障的原因主要包括:发动机停车故障；发动机温度过高拉缸、发动机点火系统故障、供油故障发动机熄火停车，这些故障是一种直接导致飞机无动力，飞机失速坠毁非常致命的事故。
[0004]发动机失控故障主要包括:发动机风、油门(含舵机)卡死；发动机失控不能停车故障:发动机风(含舵机)卡死或不能关闭到完全“停车位置”。发动机失控和不能停车故障将导致不能完成任务，不能安全返航，无法回收的严重后果。
[0005]虽然现有技术中的无人机采用了自动诊断、控制和相应故障处置功能装置的支持，在发动机故障时，通常需要自身预设的诊断程序进行自救，而且成功的概率也不大，基本上不能有效保护飞机的正常飞行和回收。因此安全性、可靠性均较差。同时由于无人机上增加了自我诊断能力，无形中会增加无人机的元器件进而会增加无人机的重量，会对无人机的续航能力造成影响。
[0006]如何对空中飞行中发生故障的无人机发动机进行保护，特别是对发生空中停车、失控和不能停车进行保护，以降低和避免无人机及机载设备的损失，提高无人机的生存力，降低使用费用一直是设计师们期盼解决的问题。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提出一种无人机发动机监控单元，能够在不过多的增加无人机重量的情况下，实现对发动机各参数进行实时监测，并且可以实现发动机的启停和涡轮增压等控制。
[0008]为达此目的，本发明采用以下技术方案:
[0009]一种无人机发动机监控单元，其包括数据采集装置、控制装置、通信装置、发动机监测装置、飞控计算机、受控装置和供电电路；
[0010]所述控制装置包括主控电路，以及与主控电路相连的继电器，所述数据采集装置与主控电路电连接，所述发动机监测装置和飞控计算机通过通信装置与所述主控电路连接;
[0011]所述发动机监测装置和数据采集装置同时对发动机的运行参数进行监测，发动机监测装置通过通信装置将监测到的信号传输给主控电路，所述信号采集装置对监测到的信号进行处理后传输给主控电路，主控电路将接受到监测信号后通过通信装置发射给飞控计算机，所述飞控计算机接收到主控电路发射的信号后进行分析并根据分析结果向主控电路发送控制命令，控制装置根据控制命令控制继电器工作，继电器对受控装置的运行进行控制；
[0012]所述供电电路为无人机发动机监控单元的运行供电。
[0013]作为上述无人机发动机监控单元的一种优选方案，所述数据采集装置包括信号采集处理电路和信号调理电路。
[0014]作为上述无人机发动机监控单元的一种优选方案，所述信号调理电路和信号采集处理电路集成在一套电路板上。
[0015]作为上述无人机发动机监控单元的一种优选方案，所述数据采集装置包括用于采集发动机参数的传感器。
[0016]作为上述无人机发动机监控单元的一种优选方案，所述供电电路对无人机发动机监控单元的各个组成部件之间的供电采用隔离供电。
[0017]作为上述无人机发动机监控单元的一种优选方案，所述无人机发动机监控单元传输数字信号和模拟信号的线路分开布线。
[0018]作为上述无人机发动机监控单元的一种优选方案，所述无人机发动机监控单元的总重量小于0.8kg。
[0019]作为上述无人机发动机监控单元的一种优选方案，所述传感器包括温度传感器、压力传感器、转速传感器。
[0020]作为上述无人机发动机监控单元的一种优选方案，所述受控装置包括点火控制装置和涡轮增压控制装置。
[0021]作为上述无人机发动机监控单元的一种优选方案，所述通信装置包括用于发动机监测装置和主控电路之间通信的第一通信装置，以及用于飞控计算机和主控电路之间通信的第二通信装置。
[0022]本发明的有益效果为:本发明提供了一种无人机发动机监控单元，其通过发动机监测装置和数据采集装置对发动机运行参数的监测，发动机监测装置和数据采集装置检测到的信号经控制装置处理后传送给飞控计算机，飞控计算机进行分析后对控制装置发送控制指令，进而控制发动机的工作，其可有效的对发动机的运行状态进行监测，并且根据发动机的运行状态对发动机进行精确的控制，可有效的减小发动机的故障率，提高发动机的运行的可靠性。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1是本发明【具体实施方式】I提供的无人机发动机监控单元的结构示意图。
[0024]其中:
[0025]1、数据采集装置；2、控制装置；3、通信装置；4、发动机监测装置；5、飞控计算机；
6、受控装置；7、供电电路。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图并通过【具体实施方式】来进一步说明本发明的技术方案。
[0027]如图1所示，本实施方式提供的一种无人机发动机监控单元，其包括数据采集装置1、控制装置2、通信装置3、发动机监测装置4、飞控计算机5、受控装置6和供电电路7。
[0028]其中，控制装置2包括主控电路，以及与主控电路相连的继电器，数据采集装置I与主控电路电连接，发动机监测装置4和飞控计算机5通过通信装置3与主控电路连接。
[0029]发动机监测装置4和数据采集装置I同时对发动机的运行参数进行监测，发动机监测装置4通过通信装置3将监测到的信号传输给主控电路，信号采集装置I对监测到的信号进行处理后传输给主控电路，主控电路将接受到监测信号后通过通信装置3发射给飞控计算机5，飞控计算机5接收到主控电路发射的信号后进行分析并根据分析结果向主控电路发送控制命令，控制装置2根据控制命令控制继电器工作，继电器对受控装置6的运行进行控制。供电电路7为无人机发动机监控单元的运行供电。在此实施方式中，根据采集到的发动机的运行参数，对发动机的运行状态进行控制，可有效的减少发动机的故障率。
[0030]信号采集装置I包括信号调理电路和信号采集处理电路，信号采集装置I还包括将传感器采集到的信号进行模拟量和数字量转化的模拟量信号处理装置和开关量信号处理装置，以及用于指示发动机运行状态的警示灯和指示灯。
[0031]作为优选的，为了避免线路板之间的插针接触不良，信号调理电路和信号采集处理电路集成在一套电路板上。
[0032]发动机监测装置4为发动机TCU (Transmission Control Unit)用于监测发动机的转速、油门位置、空气箱温度等数据，并将此数据传输给控制装置。
[0033]数据采集装置I还包括用于采集发动机参数的传感器，如温度传感器和压力传感器，用于监测发动机缸头温度、滑油温度、油压、排气温度、冷却液温度等，以及用于监测发动机转速的转速传感器。需要说明的是，上述传感器和发动机机监测装置的功能并不仅限于上述功能，必要的情况下也发动机监测装置4也可以监测温度和压力，传感器也可以用于发动机的转速、油门位置、空气箱温度等数据。
[0034]通信装置3包括用于发动机监测装置4和主控电路之间通信的第一通信装置，以及用于飞控计算机5和主控电路之间通信的第二通信装置。
[0035]为了防止信号之间的相互干扰，供电电路对无人机发动机监控单元的各个组成部件之间的供电采用隔离供电，并且具有可靠的接地，以及温度传感器放大电路环境温度需要相对稳定，并且易热元件与温度传感器放大电路隔离设置。
[0036]为了进一步的避免信号之间的干扰，无人机发动机监控单元传输数字信号和模拟信号的线路分开布线。
[0037]为了提高对发动机控制的可靠性，控制装置2对发动机的点火和涡轮增压器的控制采用继电器控制。即采用继电器对无人机的受控装置6进行控制，上述受控装置包括点火控制装置和涡轮增压控制装置。由此，控制装置2能够对发动机两路点火，包括单独启停、同时启停，控制涡轮增压器的启停进行控制。
[0038]系统为配合无人机的载重要求，采用轻薄化设计。无人机发动机监控单元的总重量小于0.8kg。由此，可以有效的减小无人机发动机监控单元对无人机续航能力的影响。
[0039]以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它【具体实施方式】，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种无人机发动机监控单元，其特征在于，包括数据采集装置(I )、控制装置(2)、通信装置(3 )、发动机监测装置(4 )、飞控计算机(5 )、受控装置(6 )和供电电路(7 ); 所述控制装置(2)包括主控电路，以及与主控电路相连的继电器，所述数据采集装置(I)与主控电路电连接，所述发动机监测装置(4 )和飞控计算机(5 )通过通信装置(3 )与所述主控电路连接； 所述发动机监测装置(4)和数据采集装置(I)同时对发动机的运行参数进行监测，发动机监测装置(4)通过通信装置(3)将监测到的信号传输给主控电路，所述信号采集装置(I)对监测到的信号进行处理后传输给主控电路，主控电路将接受到监测信号后通过通信装置(3)发射给飞控计算机(5)，所述飞控计算机(5)接收到主控电路发射的信号后进行分析并根据分析结果向主控电路发送控制命令，控制装置(2 )根据控制命令控制继电器工作，继电器对受控装置(6)的运行进行控制； 所述供电电路(7)为无人机发动机监控单元的运行供电。
2.根据权利要求1所述的无人机发动机监控单元，其特征在于，所述数据采集装置(I)包括信号采集处理电路和信号调理电路。
3.根据权利要求2所述的无人机发动机监控单元，其特征在于，所述信号调理电路和信号采集处理电路集成在一套电路板上。
4.根据权利要求3所述的无人机发动机监控单元，其特征在于，所述数据采集装置(I)包括用于采集发动机参数的传感器。
5.根据权利要求1所述的无人机发动机监控单元，其特征在于，所述供电电路(7)对无人机发动机监控单元的各个组成部件之间的供电采用隔离供电。
6.根据权利要求1所述的无人机发动机监控单元，其特征在于，所述无人机发动机监控单元传输数字信号和模拟信号的线路分开布线。
7.根据权利要求1所述的无人机发动机监控单元，其特征在于，所述无人机发动机监控单元的总重量小于0.8kg。
8.根据权利要求4所述的无人机发动机监控单元，其特征在于，所述传感器包括温度传感器、压力传感器、转速传感器。
9.根据权利要求1所述的无人机发动机监控单元，其特征在于，所述受控装置(6)包括点火控制装置和涡轮增压控制装置。
10.根据权利要求1所述的无人机发动机监控单元，其特征在于，所述通信装置包括用于发动机监测装置(4)和主控电路之间通信的第一通信装置，以及用于飞控计算机(5)和主控电路之间通信的第二通信装置。
【文档编号】G05B19/04GK103543652SQ201310522840
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年10月29日 优先权日:2013年10月29日
【发明者】侯培培, 高翔, 于东伟, 王新兵 申请人:北京航天易联科技发展有限公司