[发明专利]一种基于MATLAB的多旋翼飞控教学装置

权利要求书

1.一种多旋翼飞控教学装置，其特征是，包括多旋翼飞行器(2)和飞行器承载机构(1)；所述飞行器承载机构(1)包括台架(11)、电动拉紧组件(6)、立杆(12)、滑座(5)、第一拉压力传感器(13)、固定杆(4)、固定环(3)、多旋翼飞行器(2)和球头杆(14)；所述多旋翼飞行器(2)上安装有高清摄像机；所述立杆(12)竖直设置于台架(11)上，且顶端固定安装所述第一拉压力传感器(13)；所述球头杆(14)的底端固定在所述第一拉压力传感器(13)上，顶端与固定环(3)固定连接；所述固定环(3)的内侧壁上沿其自身周向开设有环形滑槽(31)；所述固定杆(4)设置有两根，分别对称设置于多旋翼飞行器(2)的两端；所述固定杆(4)相对于多旋翼飞行器(2)的另一端通过滑座(5)与所述环形滑槽(31)滑动配合；所述滑座(5)上设置有用于限制所述滑座(5)与环形滑槽(31)发生相对位移的电动限位组件；所述电动拉紧组件(6)安装于台架(11)的顶部并与立杆(12)上下对应；所述固定环(3)的顶部设置有连接座，所述电动拉紧组件(6)具有一可伸缩的拉绳，所述拉绳的另一端与连接座连接；所述第一拉压力传感、电动限位组件和电动拉紧组件(6)均与多旋翼飞行器(2)的飞控系统电连接；

所述环形滑槽(31)有内壁上安装有导电环(91)，所述固定环(3)的侧壁上安装有电源接口(9)，所述电源接口(9)与导电环(91)电连接；所述滑座(5)上设置有与导电环(91)适配的取电端子(54)；所述取电端子(54)与多旋翼飞行器(2)的电源模块电连接；

所述滑座(5)包括座壳(51)，所述座壳(51)位于环形滑槽(31)内且尺寸大于环形滑槽(31)的槽口；所述座壳(51)的顶侧、底侧、左侧和右侧均安装有球脚轮组件(52)，所述球脚轮组件(52)的轮面与环形滑槽(31)的槽壁抵触；所述电动限位组件包括两个第一伸缩器(53)，左右对称地设置于座壳(51)内部；所述第一伸缩器(53)的伸缩杆伸出所述座壳(51)并安装有橡胶顶板(531)；

所述球脚轮组件(52)包括球脚轮本体(521)、第一弹簧(523)、安装壳(522)体和第二拉压力传感器(525)；所述座壳(51)的侧壁上开设有若干安装孔，所述安装壳(522)体嵌设于所述安装孔并通过螺栓固定；所述安装壳(522)体的顶侧开设有供球脚轮本体(521)伸出的开口，且开口处形成有第一凸台(5221)；所述球脚轮本体(521)的底部形成有与第一凸台(5221)适配的第一凸环(5211)；所述安装壳(522)体的内壁上可拆卸设置有与第一凸台(5221)对应的第二凸台(5222)，所述第一弹簧(523)位于第一凸台(5221)和第二凸台(5222)之间，且一端与球脚轮本体(521)抵触，另一端与第二凸台(5222)抵触；所述第二拉压力传感器(525)设置于安装壳(522)体的底侧，并通过连杆(524)与所述球脚轮本体(521)连接；所述第二拉压力传感器(525)与多旋翼飞行器(2)的飞控系统电连接；

所述多旋翼飞行器(2)的内部固定设置有活动座(71)，所述活动座(71)的内部水平开设有通道(711)；所述通道(711)内设置有一圆盘(77)，所述通道(711)的中部形成有与圆盘(77)适配的安装槽(713)，所述圆盘(77)可在安装槽(713)内沿自身转向转动；所述圆盘(77)的两端对称设置有活动杆(73)；所述固定杆(4)的一端开设有供所述活动杆(73)伸入的第一插槽(41)，所述第一插槽(41)的槽底安装有第三拉压力传感器(74)；所述第一插槽(41)的槽口螺纹连接有第一限位环(76)；所述活动杆(73)的端部设置有与第一限位环(76)适配的第二凸环(731)；所述第二凸环(731)与第一限位环(76)之间设置有第二弹簧(75)，所述第二弹簧(75)套设于活动杆(73)上；所述通道(711)的上侧开设有安装腔(712)；所述安装腔(712)内安装有第二伸缩器(72)，所述第二伸缩器(72)的伸缩杆伸出所述安装腔(712)并安装有橡胶顶板(531)；所述第三拉压力传感器(74)、第二伸缩器(72)与多旋翼飞行器(2)的飞控系统电连接；

所述多旋翼飞控教学装置的操作方法包括：

第一用户在MATLAB/ Simulink仿真系统中配置若干可编辑的初始控制模型，所述控制模型用于驱动多旋翼飞行器(2)执行相应的飞行任务；

第一用户将MATLAB/ Simulink仿真系统通过PC机的无线模块与多旋翼飞行器(2)的飞控系统进行网络连接配置，以使得两者之间能够实现数据交互；

第二用户在MATLAB/ Simulink仿真系统中将相应的初始控制模型，或通过修改初始控制模型的参数生成的调整控制模型编译和下载至多旋翼飞行器(2)的飞控系统；

所述飞控系统根据接收到的初始控制模型或调整控制模型，并根据其类型对所述飞行器承载机构(1)进行控制，以使得所述飞行器承载机构(1)切换至适应于对应的初始控制模型或调整控制模型的状态；

在切换完成所述飞行器承载机构(1)的状态后，所述飞控系统执行对应的初始控制模型或调整控制模型所指定的飞行任务，并将相应的检测传感数据发送至MATLAB/ Simulink仿真系统。