[发明专利]一种基于陀螺仪技术的飞行器自稳定装置及控制系统

说明书

本发明公开了一种基于陀螺仪技术的飞行器自稳定装置，包括固定架、调节机构和驱动单元，所述调节机构包括丝杆、连接架和配重块，所述丝杆可转动安装在固定架上，所述配重块固定在连接架的底部，所述连接架的顶部滑接在固定架上且与丝杆螺纹连接，所述驱动单元固定在固定架上，所述驱动单元动力输出至丝杆的一端，协同考虑硬件资源和软件资源的需求，解决了稳定调节精度差和现有控制方法性能差的问题，使飞行器在受到气流影响时能够快速、精准的自动调整重心的位置，使飞行器安全的恢复到稳定运行状态。

技术领域

本发明涉及飞行器技术领域，具体指一种基于陀螺仪技术的飞行器自稳定装置及控制系统。

背景技术

由于飞行器应用在被气体充满的环境中，很难有直接的着力点，并且高空的环境多变，飞行器很容易受到气流的影响而失衡。飞行器的失衡往往会造成财产损伤，并且飞行器多用于高空拍摄。若飞行器失衡则会导致高空拍摄作业失败。

为了解决上述技术问题，确保飞行器能够在高空平稳的飞行，目前较为常见的是通过陀螺仪检测飞行器失衡倾斜方向和角度，进而通过调整飞行器机翼的角度或者调节旋翼的旋转速度，从而对飞行器起到稳定和调节的效果。但是这种调节方式，其调节作用和效果，又收到外界环境因素的影响，而高空气流环境随时变化。因此，调节反应时间长，调节速度慢，因此很难满足并且达到飞行器自稳定调节技术的要求。

发明内容

本发明根据现有技术的不足，提出一种基于陀螺仪技术的飞行器自稳定装置及控制系统，能够在受到气流影响时，通过自动调整重心的位置，使飞行器能够快速、精准、安全的恢复到稳定运行状态。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

一种基于陀螺仪技术的飞行器自稳定装置，包括固定架、调节机构和驱动单元，所述调节机构包括丝杆、连接架和配重块，所述丝杆可转动安装在固定架上，所述配重块固定在连接架的底部，所述连接架的顶部滑接在固定架上且与丝杆螺纹连接，所述驱动单元固定在固定架上，所述驱动单元动力输出至丝杆的一端。

作为优选，所述固定架包括第一固定板、第二固定板、第一光轴和第二光轴，所述第一固定板与第二固定板平行且呈对称结构设置，所述第一固定板与第二固定板的内侧分别固定连接至第一光轴和第二光轴的端部，所述丝杆两侧呈对称结构设置有两根第一光轴，所述丝杆位于第二光轴的正下方，所述连接架的顶部可滑动连接至第一光轴。

作为优选，所述连接架包括中间移动板和Y型移动板，所述中间移动板和Y型移动板的顶部两端分别滑动连接至两根第二光轴，所述配重块的两侧固定连接至中间移动板和Y型移动板的内侧壁，所述中间移动板设有丝杆螺母，所述丝杆螺母螺纹连接至丝杆。

作为优选，所述驱动单元包括水平步进电机，所述水平步进电机安装在第二固定板的外侧壁，所述水平步进电机的动力输出轴贯穿第二固定板后通过联轴器与丝杆的一端固定连接，所述丝杆的另一端通过旋转轴承连接至第一固定板的内侧壁。

作为优选，所述调节机构还包括第一半圆板、第二半圆板、涡轮和蜗杆，所述配重块呈半圆柱体结构，所述第一半圆板、第二半圆板分别呈对称结构固定在配重块的两侧，所述第一半圆板的轴心位置设有第一半圆板突出轴，所述第二半圆板的轴心位置设有第二半圆板突出轴，所述第一半圆板突出轴可转动连接至Y型连接的底端，所述第二半圆板突出轴可转动连接至中间移动板的中心处，所述第一半圆板突出轴贯穿中间移动板后与涡轮固定连接，所述蜗杆与涡轮啮合，所述驱动单元动力输出至蜗杆。

作为优选，所述驱动单元还包括旋转步进电机，所述中间移动板的外侧壁固定有步进电机支架，所述旋转步进电机安装在步进电机支架，所述旋转步进电机的动力输出端与蜗杆的一端固定连接。

作为优选，所述第二半圆板的外壁设置有限位轴，所述限位轴位于第二半圆板的圆心的正下方，所述中间移动板上对应限位轴设置有弧形限位槽。

一种用于控制所述基于陀螺仪技术的飞行器自稳定的控制系统，包括