CN103721422A - 一种能实现姿态自动控制的航模遥控手柄 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种能实现姿态自动控制的航模遥控手柄，包括支架、摇杆架和天线，其特征是：支架与摇杆架连为一体，并圆滑过渡，在摇杆架上部设有摇杆***，中部设有使能回中按键，在摇杆架内设有惯性姿态测量传感器和离合机构，与摇杆***连接，惯性姿态测量传感器还与接收端无线连接，在支架上设有开关通道和USB通信端口。本发明手柄结构紧密，外观精美，可单手操作对俯仰、横滚、方向、油门四个通道或更多通道的控制，容易操作控制；能实现一键回中功能，恢复俯仰、横滚两个通道的输出控制量为中立值，再以遥控手柄当前姿态作为基准，实现姿态控制稳定输出；能实现姿态控制和非姿态控制的切换，多个遥控手柄直通信道输出，可广泛应用于航模遥控器或通用游戏遥控。
Description
技术领域
本发明涉及遥控器，具体是一种能实现姿态自动控制的航模遥控手柄。
背景技术
世界经济的快速发展，越来越多人从事无人机和航模相关的产业，已经逐渐成为一种潮流。在当前环境下，对无人机和航模的遥控要求越来越高，因此技术也在不断的更新换代。
现有无人机遥控器或者航模遥控器有四项关键技术需要解决：1、陀螺仪随温度漂移的问题；2、姿态解算稳定性；3、陀螺灵敏度调整；4、加速度传感器比例系数调整。往往由于上述四项技术没有解决好，以至于控制精度达不到飞行控制效果，容易导致各种飞行事故，也非常不利于飞行的实时控制。
发明内容
本发明的目的是为克服现有技术不足，而提供一种能实现姿态自动控制的航模遥控手柄。这种结构的航模遥控手柄结构紧密、易操作控制。
实现本发明目的的技术方案是：
一种能实现姿态自动控制的航模遥控手柄，包括支架、摇杆架和天线，与现有技术不同的是：支架与摇杆架连为一体，并圆滑过渡，在摇杆架上部设有摇杆***，中部设有使能回中按键，在摇杆架内设有与摇杆***连接的惯性姿态测量传感器和离合机构，惯性姿态测量传感器还与接收端无线连接，在支架上设有开关通道和USB通信端口，支架底部设有充电口。
所述摇杆架内侧设有与人手握住手柄时的手指停靠位置相对应的第一停靠位置、第二停靠位置和第三停靠位置，使能回中按键设置在摇杆架的第二停靠位置上，使能回中按键通过弹簧与摇杆架的第二停靠位置连接。
所述摇杆***为蘑菇头旋钮摇杆***，为现有技术。
所述手柄呈枪型或扇形结构。
所述开关通道为2段开关通道、3段开关通道或旋钮式开关通道。
所述惯性姿态测量传感器由中央微处理器（CPU）、姿态传感器、位置传感器和用户接口组成，姿态传感器、位置传感器、用户接口分别与中央微处理器连接，为现有技术，在中国专利CN201561759U中已有记载。
本发明根据惯性姿态测量传感器的特性，对该传感器进行加速度传感器比例系数和陀螺灵敏度参数的调整，并在CPU内部根据调整的参数对姿态传感器实现自适应动态补偿，左右滑动摇杆电位器实现方向左右控制，松开左右控制即可使方向控制回中，上下推动摇杆电位器则实现油门信号采集。
本发明遥控手柄的使用过程是：
1、使用者握住遥控手柄，中指用于控制使能回中按键，当按键按下时，由开启遥控手柄的姿态控制，以当前姿态作为参考，当遥控手柄左倾/右倾时就给出横滚向左/向右的控制量，当遥控手柄抬头或低头时，则给出向上或向下的控制量；
2、使用者的大拇指用于控制蘑菇头旋钮摇杆，向上、下方向时按住蘑菇头旋钮摇杆时可以实现对油门的控制，向左、右时则可实现对方向的控制；
3、用食指控制开关通道，实现直通信号的输出。
本发明的优点是：
1、结构紧密，外观精美，可单手操作对俯仰、横滚、方向、油门四个通道或更多通道的控制，容易操作控制；
2、能实现一键回中功能，恢复俯仰、横滚两个通道的输出控制量为中立值，再以遥控手柄当前姿态作为基准，实现姿态控制稳定输出；
3、能实现姿态控制和非姿态控制的切换，多个遥控手柄直通信道输出，可广泛应用于航模遥控器或通用游戏遥控。
附图说明
图1为本发明航模遥控手柄的结构示意图；
图2为本发明的工作原理图。
图中：1.支架 2.摇杆架 3.蘑菇头旋钮摇杆 4.天线 5.USB通信端口 6.3段开关通道 7.使能回中按键 8.电池充电口。
具体实施方式
参照图1，本发明一种能实现姿态自动控制的航模遥控手柄，由支架1、摇杆架2、蘑菇头旋钮摇杆3、惯性姿态测量传感器、离合机构、天线4、USB通信端口5、开关通道6、使能回中按键7和电池充电口8组成，支架1与摇杆架2连为一体，并圆滑过渡，呈枪型结构，蘑菇头旋钮摇杆3设置在摇杆架2上部，并与设置在摇杆架2内的惯性姿态测量传感器连接，惯性姿态测量传感器与接收端无线连接，当蘑菇头旋钮摇杆3摆动时，惯性姿态测量传感器就会感知出当时摇杆架2的俯仰和横滚的角度，摇杆架2内侧设有与人手握住手柄时的手指停靠位置相对应的第一停靠位置、第二停靠位置和第三停靠位置，在第三停靠位置有使能姿态摇控效果，使能回中按键7通过弹簧与摇杆架7的第二停靠位置连接，使用者可以通过扣住使能回中按键7实现姿态数据对遥控手柄的接收端的对应通道信号输出，松开使能回中按键7则自动恢复到中立值状态。在使能回中按键7与摇杆架2之间通过弹簧连接，通过弹簧控制使用者扣住使能回中按键7对摇杆架的大小作用力。离合机构设置在摇杆架2内与蘑菇头旋钮摇杆连接，当左右拨动该摇杆时产生适当的阻力，在支架1上设有3段开关通道6、天线4和USB通信端口5，电池充电口8设置在支架1底部。
参照图2，本发明的工作原理是：CPU一方面将惯性姿态测量传感器传来的姿态数据进行数据融合和姿态解算，将姿态数据中的俯仰和横滚作为遥控信号输出；另一方面接收蘑菇头旋钮摇杆电位器传来的副翼、升降、油门、方向和其他辅助通道上的电压值，并在CPU内部做采样、模数转换（利用CPU内部自带的模数转换模块进行转换）和滤波，其中滤波算法是去除最大值和最小值滑窗滤波，通过2.4G无线数传模块进行传输，将副翼、升降、油门、方向和其他辅助通道的模拟信号转换成数字信号，并转换成遥控信号，也可以通过USB数据线与电脑连接，实现联机通信，接收端将传输的协议进行转换成标准的PWM波控制信号以及定制的传输协议数据输出。
Claims (5)
1.一种能实现姿态自动控制的航模遥控手柄，包括支架、摇杆架和天线，其特征是：支架与摇杆架连为一体，并圆滑过渡，在摇杆架上部设有摇杆***，中部设有使能回中按键，在摇杆架内设有惯性姿态测量传感器和离合机构，与摇杆***连接，惯性姿态测量传感器还与接收端无线连接，在支架上设有开关通道和USB通信端口。
2.根据权利要求1所述的航模遥控手柄，其特征是：所述摇杆架内侧设有与人手握住手柄时的手指停靠位置相对应的第一停靠位置、第二停靠位置和第三停靠位置，使能回中按键通过弹簧与摇杆架的第二停靠位置连接。
3.根据权利要求1所述的航模遥控手柄，其特征是：所述摇杆***为蘑菇头旋钮摇杆***。
4.根据权利要求1所述的航模遥控手柄，其特征是：所述手柄呈枪型或扇形结构。
5.根据权利要求1所述的航模遥控手柄，其特征是：所述开关通道为2段开关通道、3段开关通道或旋钮式开关通道。
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