專利名稱：一種共軸式無人直升機(jī)航向操縱電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種航向操縱電路，尤其涉及一種共軸式無人直升機(jī)航向操 縱電路，屬于無人機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域。
(二)
背景技術(shù)：
共軸式直升機(jī)航向機(jī)械操縱機(jī)構(gòu)有兩種形式 一是半差動(dòng)機(jī)構(gòu)，即在操縱航 向時(shí)只改變下旋翼的槳距，這樣在改變航向的同時(shí)，直升機(jī)的升力也會(huì)受到影響， 從而使直升機(jī)的高度發(fā)生不必要的改變。另一種為全差動(dòng)機(jī)構(gòu)，即在操縱航向過 程中在改變下旋翼槳距的同時(shí)，通過機(jī)構(gòu)改變上旋翼的槳距，保證直升機(jī)高度不 變。以上兩種操縱機(jī)構(gòu)均存在不足。半差動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是要求駕駛員在駕 駛過程中，改變航向的同時(shí)，要改變總距，以維持上下旋翼產(chǎn)生的總升力不變。 全差動(dòng)機(jī)構(gòu)雖然可以減輕駕駛員的負(fù)擔(dān)，但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

實(shí)用新型內(nèi)容
1、 目的本實(shí)用新型的目的是提供一種共軸式無人直升機(jī)航向操縱電路，它克 服了現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提出了采用機(jī)械加電控方式，并給出了電路實(shí)現(xiàn)原理及電 路參數(shù)調(diào)整實(shí)現(xiàn)方法，滿足了無人直升機(jī)的航向操縱要求。
2、 技術(shù)方案本實(shí)用新型采用機(jī)械加電控結(jié)合的方式，航向機(jī)械操縱機(jī)構(gòu)采用 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的半差動(dòng)機(jī)構(gòu)形式(現(xiàn)有技術(shù))，利用電控方式實(shí)現(xiàn)了在航向操縱的過 程中，同時(shí)改變總距，實(shí)現(xiàn)了全差動(dòng)結(jié)構(gòu)的功能。
(1) 一種共軸式無人直升機(jī)航向操縱電路，航向操縱原理框圖如圖1所示，綜
合電路原理圖如圖2所示。該綜合電路由兩個(gè)運(yùn)算放大器U1A、 U1B、 6個(gè)固 定電阻R1、 R2、 R3、 R4、 R5、 R6 ，兩個(gè)二極管D1、 D2和兩個(gè)可變電阻W1、 W2組成；電路連接方式為Wl、 W2分別與D1、 D2串聯(lián)后與R1并聯(lián)，然后 與U1A的反相端連接，電阻R5接在U1A的同相端和地之間，U1A的輸出端與 反相端之間接入電阻R2組成反相加法運(yùn)算電路。U1A的輸出經(jīng)電阻R3接到U1B 的反相端，電阻R6接在U1B的同相端和地之間，U1B的輸出端與反相端之間接入電阻R4組成反相運(yùn)算電路。
該綜合電路接收航向操縱指令和總距操縱指令，實(shí)現(xiàn)了二者的結(jié)合，使得在 航向操縱時(shí)，總距也有《4的輸出，從而，給出綜合調(diào)整結(jié)果改變總距，驅(qū)動(dòng)總
距舵機(jī)，在改變直升機(jī)航向的同時(shí)保持直升機(jī)的升力不變，達(dá)到預(yù)期的理想效果。 電路的實(shí)現(xiàn)原理由運(yùn)算放大器U1A構(gòu)成加法器，其輸入量是航向操縱量
《和總距操縱量^ ，輸出經(jīng)運(yùn)算放大器U1B構(gòu)成的反相器反相后在輸出端得到
+《5y
其中，電路中運(yùn)算放大器的型號(hào)是LM158，固定電阻的值Rl-R6為20 50KQ ， 二極管型號(hào)為1N5819，可變電阻W1和W2為200 KQ。
(2) —種共軸式無人直升機(jī)航向操縱電路中參數(shù)《的確定方法，該方法具體 步驟如下
步驟一將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)置在起飛轉(zhuǎn)速的60% 80%，保證直升機(jī)不會(huì)離地； 步驟二固定發(fā)動(dòng)機(jī)的油門，使發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率不變；
步驟三通過調(diào)整W1、 W2的阻值來實(shí)現(xiàn)參數(shù)K的調(diào)整，進(jìn)行航向操縱，觀測(cè) 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化；發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化范圍小于2%,即參數(shù)K滿足工程需要，達(dá) 到實(shí)際要求。
在圖1中綜合電路實(shí)現(xiàn)了航向操縱量&和總距操縱量&的結(jié)合，使得在航
向操縱時(shí)，總距也有KA的輸出，保證總距舵機(jī)產(chǎn)生需要的變化。在圖1中關(guān)鍵
技術(shù)是參數(shù)〖的設(shè)置。工程實(shí)際應(yīng)用中，我們釆用試驗(yàn)調(diào)整的方法以確定其合理 取值。
在圖2中，U1A、 U1B是運(yùn)算放大器，Rl、 R2、 R3、 R4、 R5、 R6是固定 電阻；Dl、 D2是二極管，Wl、 W2是可變電阻，可以通過調(diào)整W1、 W2的阻 值得到參數(shù)《的調(diào)整，該電路可實(shí)現(xiàn)圖1中綜合電路的功能。 3、優(yōu)點(diǎn)及功效
本實(shí)用新型在綜合參考全差動(dòng)機(jī)構(gòu)和半差動(dòng)機(jī)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提出了 采用半差動(dòng)機(jī)構(gòu)加電控方式，并給出了電路實(shí)現(xiàn)原理及電路參數(shù)調(diào)整實(shí)現(xiàn)方法，克服了以上兩種機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn)，滿足了無人直升機(jī)的航向操縱要求。
本實(shí)用新型可降低無人直升機(jī)的制造成本，縮短無人直升機(jī)的研制周期，能 滿足工程要求。


圖l航向操縱原理方框示意圖 圖2綜合電路原理示意圖 圖中符號(hào)說明如下
&航向操縱量；&總距操縱量； K被調(diào)整參數(shù)
U1A、U1B 運(yùn)算放大器；Rl、 R2、 R3、 R4、 R5、 R6 固定電阻；Dl、
D2二極管；Wl、 W2可變電阻；
具體實(shí)施方式
見圖1、圖2所示，
(1) 一種共軸式無人直升機(jī)航向操縱電路，它由兩個(gè)運(yùn)算放大器U1A、U1B， 6 個(gè)固定電阻Rl、 R2、 R3、 R4、 R5、 R6，兩個(gè)二極管Dl、 D2和兩個(gè)可變電阻 Wl、 W2組成；其中，Rl、 R2、 R3、 R4、 R5、 R6型號(hào)為RJK53，數(shù)值是25KQ， Dl、 D2型號(hào)為1N5819， Wl、 W2型號(hào)為3296，數(shù)值為200 KQ， U1A、 U1B 型號(hào)為L(zhǎng)M158。該電路接收航向操縱指令和總距操縱指令，實(shí)現(xiàn)了二者的結(jié)合， 使得在航向操縱時(shí)，總距也有《&的輸出，從而，給出綜合調(diào)整結(jié)果改變總距，
驅(qū)動(dòng)總距舵機(jī)，在改變直升機(jī)航向的同時(shí)保持直升機(jī)的升力不變。
(2) —種共軸式無人直升機(jī)航向操縱電路中參數(shù)《的確定方法，該方法具體步 驟如下
步驟一將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)置在4000轉(zhuǎn)/分，保證直升機(jī)不會(huì)離地； 步驟二固定發(fā)動(dòng)機(jī)的油門，使發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率不變；
步驟三通過調(diào)整W1、 W2的阻值來實(shí)現(xiàn)參數(shù)《的調(diào)整，進(jìn)行航向操縱，觀測(cè) 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化；發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化范圍小于80轉(zhuǎn)/分，參數(shù)尺即滿足工程需要。
權(quán)利要求1、一種共軸式無人直升機(jī)航向操縱電路，其特征在于該電路由兩個(gè)運(yùn)算放大器U1A和U1B，6個(gè)固定電阻R1、R2、R3、R4、R5、R6，兩個(gè)二極管D1和D2和兩個(gè)可變電阻W1和W2組成；W1、W2分別與D1、D2串聯(lián)后與R1并聯(lián)，然后與U1A的反相端連接，電阻R5接在U1A的同相端和地之間，U1A的輸出端與反相端之間接入電阻R2組成反相加法運(yùn)算電路；U1A的輸出經(jīng)電阻R3接到U1B的反相端，電阻R6接在U1B的同相端和地之間，U1B的輸出端與反相端之間接入電阻R4組成反相運(yùn)算電路。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種共軸式無人直升機(jī)航向操縱電路，其特征在于 該運(yùn)算放大器U1A和U1B的型號(hào)為L(zhǎng)M158。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種共軸式無人直升機(jī)航向操縱電路，其特征在于 該6個(gè)固定電阻Rl-R6的數(shù)值范圍是20-50KQ 。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種共軸式無人直升機(jī)航向操縱電路，其特征在于 該兩個(gè)二極管Dl和D2的型號(hào)為1N5819。
5、根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種共軸式無人直升機(jī)航向操縱電路，其特征在于: 該兩個(gè)可變電阻Wl和W2的數(shù)值是200 KQ 。
專利摘要一種共軸式無人直升機(jī)航向操縱電路，由兩個(gè)運(yùn)算放大器U1A、U1B、6個(gè)固定電阻R1、R2、R3、R4、R5、R6，兩個(gè)二極管D1、D2和兩個(gè)可變電阻W1、W2組成；該電路和航向操縱半差動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)合后，接收航向操縱指令和總距操縱指令，使得在航向操縱時(shí)，總距也有Kδ_Y的輸出，從而，在改變直升機(jī)航向的同時(shí)保持直升機(jī)的升力不變，實(shí)現(xiàn)了航向操縱全差動(dòng)結(jié)構(gòu)的功能，達(dá)到預(yù)期的理想效果。實(shí)踐證明本實(shí)用新型降低了無人直升機(jī)的制造成本，縮短了無人直升機(jī)的研制周期，能滿足實(shí)際工程要求。
文檔編號(hào)G05D1/00GK201354145SQ200920104999
公開日2009年12月2日 申請(qǐng)日期2009年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月14日
發(fā)明者王修桐, 琦 趙 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)