一種無(wú)人機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)控單元的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及監(jiān)測(cè)控制【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種無(wú)人機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)控單元。其包括數(shù)據(jù)采集裝置、控制裝置、通信裝置、發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)測(cè)裝置、飛控計(jì)算機(jī)、受控裝置和供電電路；所述發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)測(cè)裝置和數(shù)據(jù)采集裝置同時(shí)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)測(cè)裝置和數(shù)據(jù)采集裝置將監(jiān)測(cè)到的信號(hào)傳輸給飛控計(jì)算機(jī)，所述飛控計(jì)算機(jī)接收到主控電路發(fā)射的信號(hào)后進(jìn)行分析并根據(jù)分析結(jié)果向主控電路發(fā)送控制命令，控制裝置根據(jù)控制命令控制繼電器工作，繼電器對(duì)受控裝置的運(yùn)行進(jìn)行控制；所述供電電路為無(wú)人機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)控單元的運(yùn)行供電。該監(jiān)測(cè)單元可有效的對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并且根據(jù)無(wú)人機(jī)的飛行狀態(tài)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的控制，可有效的無(wú)人機(jī)飛行的可靠性。
【專利說(shuō)明】 一種無(wú)人機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)控單元
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及監(jiān)測(cè)控制【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種無(wú)人機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)控單元。
【背景技術(shù)】
[0002]無(wú)人駕駛飛機(jī)簡(jiǎn)稱“無(wú)人機(jī)”，其是利用無(wú)線電遙控設(shè)備和自備的程序控制裝置操作無(wú)人機(jī)進(jìn)行不載人飛行。無(wú)人機(jī)上無(wú)駕駛艙，但安裝有飛機(jī)控制裝置，監(jiān)測(cè)設(shè)備等電器設(shè)備。其控制在很大程度上要比有人作戰(zhàn)飛機(jī)復(fù)雜得多。而發(fā)動(dòng)機(jī)是飛機(jī)的心臟，也是容易發(fā)生故障的主要部件。一旦發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障，發(fā)生墜機(jī)事故的幾率非常高。
[0003]通常無(wú)人機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)故障的原因主要包括:發(fā)動(dòng)機(jī)停車故障；發(fā)動(dòng)機(jī)溫度過(guò)高拉缸、發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)故障、供油故障發(fā)動(dòng)機(jī)熄火停車，這些故障是一種直接導(dǎo)致飛機(jī)無(wú)動(dòng)力，飛機(jī)失速墜毀非常致命的事故。
[0004]發(fā)動(dòng)機(jī)失控故障主要包括:發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)、油門(含舵機(jī))卡死；發(fā)動(dòng)機(jī)失控不能停車故障:發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)(含舵機(jī))卡死或不能關(guān)閉到完全“停車位置”。發(fā)動(dòng)機(jī)失控和不能停車故障將導(dǎo)致不能完成任務(wù)，不能安全返航，無(wú)法回收的嚴(yán)重后果。
[0005]雖然現(xiàn)有技術(shù)中的無(wú)人機(jī)采用了自動(dòng)診斷、控制和相應(yīng)故障處置功能裝置的支持，在發(fā)動(dòng)機(jī)故障時(shí)，通常需要自身預(yù)設(shè)的診斷程序進(jìn)行自救，而且成功的概率也不大，基本上不能有效保護(hù)飛機(jī)的正常飛行和回收。因此安全性、可靠性均較差。同時(shí)由于無(wú)人機(jī)上增加了自我診斷能力，無(wú)形中會(huì)增加無(wú)人機(jī)的元器件進(jìn)而會(huì)增加無(wú)人機(jī)的重量，會(huì)對(duì)無(wú)人機(jī)的續(xù)航能力造成影響。
[0006]如何對(duì)空中飛行中發(fā)生故障的無(wú)人機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行保護(hù)，特別是對(duì)發(fā)生空中停車、失控和不能停車進(jìn)行保護(hù)，以降低和避免無(wú)人機(jī)及機(jī)載設(shè)備的損失，提高無(wú)人機(jī)的生存力，降低使用費(fèi)用一直是設(shè)計(jì)師們期盼解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提出一種無(wú)人機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)控單元，能夠在不過(guò)多的增加無(wú)人機(jī)重量的情況下，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)各參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并且可以實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的啟停和渦輪增壓等控制。
[0008]為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0009]一種無(wú)人機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)控單元，其包括數(shù)據(jù)采集裝置、控制裝置、通信裝置、發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)測(cè)裝置、飛控計(jì)算機(jī)、受控裝置和供電電路；
[0010]所述控制裝置包括主控電路，以及與主控電路相連的繼電器，所述數(shù)據(jù)采集裝置與主控電路電連接，所述發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)測(cè)裝置和飛控計(jì)算機(jī)通過(guò)通信裝置與所述主控電路連接;
[0011]所述發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)測(cè)裝置和數(shù)據(jù)采集裝置同時(shí)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)測(cè)裝置通過(guò)通信裝置將監(jiān)測(cè)到的信號(hào)傳輸給主控電路，所述信號(hào)采集裝置對(duì)監(jiān)測(cè)到的信號(hào)進(jìn)行處理后傳輸給主控電路，主控電路將接受到監(jiān)測(cè)信號(hào)后通過(guò)通信裝置發(fā)射給飛控計(jì)算機(jī)，所述飛控計(jì)算機(jī)接收到主控電路發(fā)射的信號(hào)后進(jìn)行分析并根據(jù)分析結(jié)果向主控電路發(fā)送控制命令，控制裝置根據(jù)控制命令控制繼電器工作，繼電器對(duì)受控裝置的運(yùn)行進(jìn)行控制；
[0012]所述供電電路為無(wú)人機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)控單元的運(yùn)行供電。
[0013]作為上述無(wú)人機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)控單元的一種優(yōu)選方案，所述數(shù)據(jù)采集裝置包括信號(hào)采集處理電路和信號(hào)調(diào)理電路。
[0014]作為上述無(wú)人機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)控單元的一種優(yōu)選方案，所述信號(hào)調(diào)理電路和信號(hào)采集處理電路集成在一套電路板上。
[0015]作為上述無(wú)人機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)控單元的一種優(yōu)選方案，所述數(shù)據(jù)采集裝置包括用于采集發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)的傳感器。
[0016]作為上述無(wú)人機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)控單元的一種優(yōu)選方案，所述供電電路對(duì)無(wú)人機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)控單元的各個(gè)組成部件之間的供電采用隔離供電。
[0017]作為上述無(wú)人機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)控單元的一種優(yōu)選方案，所述無(wú)人機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)控單元傳輸數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)的線路分開(kāi)布線。
[0018]作為上述無(wú)人機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)控單元的一種優(yōu)選方案，所述無(wú)人機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)控單元的總重量小于0.8kg。
[0019]作為上述無(wú)人機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)控單元的一種優(yōu)選方案，所述傳感器包括溫度傳感器、壓力傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器。
[0020]作為上述無(wú)人機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)控單元的一種優(yōu)選方案，所述受控裝置包括點(diǎn)火控制裝置和渦輪增壓控制裝置。
[0021]作為上述無(wú)人機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)控單元的一種優(yōu)選方案，所述通信裝置包括用于發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)測(cè)裝置和主控電路之間通信的第一通信裝置，以及用于飛控計(jì)算機(jī)和主控電路之間通信的第二通信裝置。
[0022]本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明提供了一種無(wú)人機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)控單元，其通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)測(cè)裝置和數(shù)據(jù)采集裝置對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)的監(jiān)測(cè)，發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)測(cè)裝置和數(shù)據(jù)采集裝置檢測(cè)到的信號(hào)經(jīng)控制裝置處理后傳送給飛控計(jì)算機(jī)，飛控計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析后對(duì)控制裝置發(fā)送控制指令，進(jìn)而控制發(fā)動(dòng)機(jī)的工作，其可有效的對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并且根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行精確的控制，可有效的減小發(fā)動(dòng)機(jī)的故障率，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行的可靠性。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1是本發(fā)明【具體實(shí)施方式】I提供的無(wú)人機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)控單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]其中:
[0025]1、數(shù)據(jù)采集裝置；2、控制裝置；3、通信裝置；4、發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)測(cè)裝置；5、飛控計(jì)算機(jī)；
6、受控裝置；7、供電電路。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖并通過(guò)【具體實(shí)施方式】來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0027]如圖1所示，本實(shí)施方式提供的一種無(wú)人機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)控單元，其包括數(shù)據(jù)采集裝置1、控制裝置2、通信裝置3、發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)測(cè)裝置4、飛控計(jì)算機(jī)5、受控裝置6和供電電路7。
[0028]其中，控制裝置2包括主控電路，以及與主控電路相連的繼電器，數(shù)據(jù)采集裝置I與主控電路電連接，發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)測(cè)裝置4和飛控計(jì)算機(jī)5通過(guò)通信裝置3與主控電路連接。
[0029]發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)測(cè)裝置4和數(shù)據(jù)采集裝置I同時(shí)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)測(cè)裝置4通過(guò)通信裝置3將監(jiān)測(cè)到的信號(hào)傳輸給主控電路，信號(hào)采集裝置I對(duì)監(jiān)測(cè)到的信號(hào)進(jìn)行處理后傳輸給主控電路，主控電路將接受到監(jiān)測(cè)信號(hào)后通過(guò)通信裝置3發(fā)射給飛控計(jì)算機(jī)5，飛控計(jì)算機(jī)5接收到主控電路發(fā)射的信號(hào)后進(jìn)行分析并根據(jù)分析結(jié)果向主控電路發(fā)送控制命令，控制裝置2根據(jù)控制命令控制繼電器工作，繼電器對(duì)受控裝置6的運(yùn)行進(jìn)行控制。供電電路7為無(wú)人機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)控單元的運(yùn)行供電。在此實(shí)施方式中，根據(jù)采集到的發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行參數(shù)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行控制，可有效的減少發(fā)動(dòng)機(jī)的故障率。
[0030]信號(hào)采集裝置I包括信號(hào)調(diào)理電路和信號(hào)采集處理電路，信號(hào)采集裝置I還包括將傳感器采集到的信號(hào)進(jìn)行模擬量和數(shù)字量轉(zhuǎn)化的模擬量信號(hào)處理裝置和開(kāi)關(guān)量信號(hào)處理裝置，以及用于指示發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的警示燈和指示燈。
[0031]作為優(yōu)選的，為了避免線路板之間的插針接觸不良，信號(hào)調(diào)理電路和信號(hào)采集處理電路集成在一套電路板上。
[0032]發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)測(cè)裝置4為發(fā)動(dòng)機(jī)TCU (Transmission Control Unit)用于監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、油門位置、空氣箱溫度等數(shù)據(jù)，并將此數(shù)據(jù)傳輸給控制裝置。
[0033]數(shù)據(jù)采集裝置I還包括用于采集發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)的傳感器，如溫度傳感器和壓力傳感器，用于監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)缸頭溫度、滑油溫度、油壓、排氣溫度、冷卻液溫度等，以及用于監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速傳感器。需要說(shuō)明的是，上述傳感器和發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)監(jiān)測(cè)裝置的功能并不僅限于上述功能，必要的情況下也發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)測(cè)裝置4也可以監(jiān)測(cè)溫度和壓力，傳感器也可以用于發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、油門位置、空氣箱溫度等數(shù)據(jù)。
[0034]通信裝置3包括用于發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)測(cè)裝置4和主控電路之間通信的第一通信裝置，以及用于飛控計(jì)算機(jī)5和主控電路之間通信的第二通信裝置。
[0035]為了防止信號(hào)之間的相互干擾，供電電路對(duì)無(wú)人機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)控單元的各個(gè)組成部件之間的供電采用隔離供電，并且具有可靠的接地，以及溫度傳感器放大電路環(huán)境溫度需要相對(duì)穩(wěn)定，并且易熱元件與溫度傳感器放大電路隔離設(shè)置。
[0036]為了進(jìn)一步的避免信號(hào)之間的干擾，無(wú)人機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)控單元傳輸數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)的線路分開(kāi)布線。
[0037]為了提高對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)控制的可靠性，控制裝置2對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火和渦輪增壓器的控制采用繼電器控制。即采用繼電器對(duì)無(wú)人機(jī)的受控裝置6進(jìn)行控制，上述受控裝置包括點(diǎn)火控制裝置和渦輪增壓控制裝置。由此，控制裝置2能夠?qū)Πl(fā)動(dòng)機(jī)兩路點(diǎn)火，包括單獨(dú)啟停、同時(shí)啟停，控制渦輪增壓器的啟停進(jìn)行控制。
[0038]系統(tǒng)為配合無(wú)人機(jī)的載重要求，采用輕薄化設(shè)計(jì)。無(wú)人機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)控單元的總重量小于0.8kg。由此，可以有效的減小無(wú)人機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)控單元對(duì)無(wú)人機(jī)續(xù)航能力的影響。
[0039]以上結(jié)合具體實(shí)施例描述了本發(fā)明的技術(shù)原理。這些描述只是為了解釋本發(fā)明的原理，而不能以任何方式解釋為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制?；诖颂幍慕忉專绢I(lǐng)域的技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性的勞動(dòng)即可聯(lián)想到本發(fā)明的其它【具體實(shí)施方式】，這些方式都將落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種無(wú)人機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)控單元，其特征在于，包括數(shù)據(jù)采集裝置(I )、控制裝置(2)、通信裝置(3 )、發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)測(cè)裝置(4 )、飛控計(jì)算機(jī)(5 )、受控裝置(6 )和供電電路(7 ); 所述控制裝置(2)包括主控電路，以及與主控電路相連的繼電器，所述數(shù)據(jù)采集裝置(I)與主控電路電連接，所述發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)測(cè)裝置(4 )和飛控計(jì)算機(jī)(5 )通過(guò)通信裝置(3 )與所述主控電路連接； 所述發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)測(cè)裝置(4)和數(shù)據(jù)采集裝置(I)同時(shí)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)測(cè)裝置(4)通過(guò)通信裝置(3)將監(jiān)測(cè)到的信號(hào)傳輸給主控電路，所述信號(hào)采集裝置(I)對(duì)監(jiān)測(cè)到的信號(hào)進(jìn)行處理后傳輸給主控電路，主控電路將接受到監(jiān)測(cè)信號(hào)后通過(guò)通信裝置(3)發(fā)射給飛控計(jì)算機(jī)(5)，所述飛控計(jì)算機(jī)(5)接收到主控電路發(fā)射的信號(hào)后進(jìn)行分析并根據(jù)分析結(jié)果向主控電路發(fā)送控制命令，控制裝置(2 )根據(jù)控制命令控制繼電器工作，繼電器對(duì)受控裝置(6)的運(yùn)行進(jìn)行控制； 所述供電電路(7)為無(wú)人機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)控單元的運(yùn)行供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)人機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)控單元，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集裝置(I)包括信號(hào)采集處理電路和信號(hào)調(diào)理電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)人機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)控單元，其特征在于，所述信號(hào)調(diào)理電路和信號(hào)采集處理電路集成在一套電路板上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無(wú)人機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)控單元，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集裝置(I)包括用于采集發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)的傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)人機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)控單元，其特征在于，所述供電電路(7)對(duì)無(wú)人機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)控單元的各個(gè)組成部件之間的供電采用隔離供電。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)人機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)控單元，其特征在于，所述無(wú)人機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)控單元傳輸數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)的線路分開(kāi)布線。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)人機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)控單元，其特征在于，所述無(wú)人機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)控單元的總重量小于0.8kg。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無(wú)人機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)控單元，其特征在于，所述傳感器包括溫度傳感器、壓力傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)人機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)控單元，其特征在于，所述受控裝置(6)包括點(diǎn)火控制裝置和渦輪增壓控制裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)人機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)控單元，其特征在于，所述通信裝置包括用于發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)測(cè)裝置(4)和主控電路之間通信的第一通信裝置，以及用于飛控計(jì)算機(jī)(5)和主控電路之間通信的第二通信裝置。
【文檔編號(hào)】G05B19/04GK103543652SQ201310522840
【公開(kāi)日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2013年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月29日
【發(fā)明者】侯培培, 高翔, 于東偉, 王新兵 申請(qǐng)人:北京航天易聯(lián)科技發(fā)展有限公司