多旋翼飛行器電機(jī)拉力線性度測量裝置及其控制系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機(jī)械電子領(lǐng)域，特別涉及一種多旋翼飛行器電機(jī)拉力線性度測量裝置及其控制系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]多旋翼飛行器的電機(jī)拉力線性度不佳，并且同一批次的電機(jī)線性度在相同的拉力點(diǎn)上所施加的控制量也不一樣，這給編程人員帶來了困難，傳統(tǒng)的電機(jī)線性度分析工具不能對電機(jī)各個拉力點(diǎn)上的線性度進(jìn)行系統(tǒng)分析，無法對非線性電機(jī)進(jìn)行線性度修正。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]發(fā)明目的:本發(fā)明提供了一種多旋翼飛行器電機(jī)拉力線性度測量裝置及其控制系統(tǒng)和方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中電機(jī)拉力線性度不佳，同一批次的電機(jī)線性度在相同的拉力點(diǎn)上所施加的控制量也不一樣的問題。
[0004]技術(shù)方案:為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0005]一種多旋翼飛行器電機(jī)拉力線性度測量裝置，包括拉力傳感器、輕質(zhì)拉桿、待測電機(jī)和支架，所述輕質(zhì)拉桿的底端連接有拉力傳感器的拉力端，輕質(zhì)拉桿的頂端連接有安裝座，輕質(zhì)拉桿上套裝有固定環(huán)；待測電機(jī)底部設(shè)置有電機(jī)底座，待測電機(jī)頂部安裝有槳葉；所述安裝座上能夠固定電機(jī)底座。
[0006]優(yōu)選的，所述固定環(huán)的外環(huán)為圓形，內(nèi)環(huán)為方形孔。
[0007]進(jìn)一步的，所述輕質(zhì)拉桿為方形桿，輕質(zhì)拉桿套裝在固定環(huán)的方形孔內(nèi)。
[0008]優(yōu)選的，所述固定環(huán)的方形孔與輕質(zhì)拉桿的方形桿相匹配。
[0009]優(yōu)選的，所述固定環(huán)為兩個，且兩個固定環(huán)郡平行于水平面，兩個方形孔的連接線垂直于水平面。
[0010]進(jìn)一步的，所述輕質(zhì)拉桿僅能在兩個方形孔形成的垂直于水平面的直線上做上下無阻尼往復(fù)運(yùn)動。
[0011]進(jìn)一步的，所述安裝座和電機(jī)底座的邊緣處均設(shè)置有互相匹配的4個螺孔。
[0012]進(jìn)一步的，所述安裝座和電機(jī)底座通過4個螺孔上安裝的固定螺絲固定連接。
[0013]進(jìn)一步的，所述支架設(shè)置在拉力傳感器底部，支架的一端設(shè)置有垂直與支架底座的支架桿，所述支架桿呈“ F ”型，固定連接兩個固定環(huán)。
[0014]—種多旋翼飛行器電機(jī)拉力線性度測量裝置的控制系統(tǒng)，包括按鍵輸入模塊、單片機(jī)、待測電機(jī)、拉力傳感器、槳葉、RS-232轉(zhuǎn)換接口、上位機(jī)數(shù)據(jù)采集分析模塊、聲光報警器、顯示屏和電調(diào)；其中，按鍵輸入模塊連接單片機(jī)，單片機(jī)分別連接有拉力傳感器、電調(diào)、RS-232轉(zhuǎn)換接口、顯示屏和聲光報警器，拉力傳感器和電調(diào)均連接待測電機(jī)，待測電機(jī)連接槳葉，單片機(jī)通過RS232轉(zhuǎn)換接口連接有上位機(jī)數(shù)據(jù)采集分析模塊。
[0015]—種多旋翼飛行器電機(jī)拉力線性度測量裝置的控制方法，首先單片機(jī)進(jìn)行初始化，然后等待按鍵設(shè)置參數(shù)，單片機(jī)通過按鍵讀取PWM上下限值，即PWM最小值、最大值及延遲時間；按鍵設(shè)置完畢后，單片機(jī)按照由小到大的順序輸出PWM數(shù)據(jù)給電調(diào)從而驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)動，每輸出一個PWM數(shù)據(jù)后，單片機(jī)將延時一定的時間等待電機(jī)拉力穩(wěn)定，然后單片機(jī)讀取拉力傳感器數(shù)據(jù)，并發(fā)送當(dāng)前PWM數(shù)據(jù)和拉力傳感器數(shù)據(jù)至RS232轉(zhuǎn)換接口，此時已完成了一個PffM點(diǎn)的數(shù)據(jù)測量與采集，PffM線性定量增加準(zhǔn)備進(jìn)行下一點(diǎn)PffM點(diǎn)的數(shù)據(jù)測量與采集，同時判斷PWM是否到達(dá)最大值，若PffM達(dá)到最大值，任務(wù)完成發(fā)出報警信號，停機(jī)；若PffM未到達(dá)最大值，則單片機(jī)輸出該P(yáng)ffM數(shù)據(jù)給電調(diào)，重復(fù)上述步驟，直到PWM達(dá)到最大值，任務(wù)完成發(fā)出報警信號，停機(jī)。
[0016]有益效果:
[0017]本發(fā)明設(shè)計了一種多旋翼飛行器電機(jī)拉力線性度測量裝置，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡明，成本低，節(jié)約了開發(fā)時間，給編程開發(fā)人員帶來了方便
[0018]本發(fā)明通過連續(xù)輸出一系列遞增的線性控制量加載到電機(jī)上，電機(jī)帶動槳葉轉(zhuǎn)動產(chǎn)生向上的拉力，通過拉力傳感器逐點(diǎn)測出電機(jī)在不同的控制量PWM下的拉力數(shù)據(jù)，然后通過單片機(jī)將這一系列數(shù)據(jù)傳遞給上位機(jī)數(shù)據(jù)采集分析模塊，在上位PC機(jī)上對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行線性度分析，得出電機(jī)的線性度曲線。編程開發(fā)人員根據(jù)該線性度曲線，用軟件的方法對電機(jī)的線性度進(jìn)行修正補(bǔ)償，使電機(jī)的輸出量達(dá)到或接近線性；本發(fā)明對電機(jī)拉力線性度進(jìn)行測量分析，形成線性度分析曲線；編程開發(fā)人員可根據(jù)線性度分析曲線進(jìn)行各點(diǎn)線性度補(bǔ)償，使電機(jī)線性度接近線性，便于飛行器后期控制；可對電機(jī)給定任意PWM值來觀察該點(diǎn)拉力大小，這可有助于飛行器穩(wěn)定懸停調(diào)節(jié)；本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，成本低，調(diào)試周期短，調(diào)試參數(shù)準(zhǔn)確度高，給用戶帶來了方便。
【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2是本發(fā)明的局部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖3是本發(fā)明的控制電路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；
[0022]圖4是本發(fā)明的系統(tǒng)程序流程圖；
[0023]其中:1-拉力傳感器，2-輕質(zhì)拉桿，3-安裝座，4-支架，5-固定環(huán)，6-待測電機(jī)，7-電機(jī)底座，8-固定螺絲，9-槳葉。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作更進(jìn)一步的說明。
[0025]如圖1所示，一種多旋翼飛行器電機(jī)拉力線性度測量裝置，包括拉力傳感器、輕質(zhì)拉桿、待測電機(jī)和支架，所述輕質(zhì)拉桿2的底端連接有拉力傳感器I的拉力端，輕質(zhì)拉桿2的頂端固定連接有安裝座3，輕質(zhì)拉桿2上套裝有固定環(huán)5 ;待測電機(jī)6底部設(shè)置有電機(jī)底座7，待測電機(jī)6頂部安裝有槳葉9 ;所述安裝座3上能夠固定電機(jī)底座7。
[0026]如圖2所示，所述固定環(huán)5的外環(huán)為圓形，內(nèi)環(huán)為方形孔。
[0027]所述輕質(zhì)拉桿2為方形桿，輕質(zhì)拉桿2套裝在固定環(huán)5的方形孔內(nèi)。
[0028]所述固定環(huán)5的方形孔與輕質(zhì)拉桿2的方形桿相匹配，為防止輕質(zhì)拉桿2受拉力上下運(yùn)動過程中繞輕質(zhì)拉桿中心軸轉(zhuǎn)動，因此將輕質(zhì)拉桿2設(shè)置為方形桿，并且固定環(huán)5的內(nèi)環(huán)也設(shè)置為同樣大小的方形孔。
[0029]所述固定環(huán)5為兩個，且兩個固定環(huán)5郡平行于水平面，兩個方形孔的連接線垂直于水平面；固定環(huán)的外環(huán)為圓形，內(nèi)環(huán)為方形孔，輕質(zhì)拉桿為方形桿，輕質(zhì)拉桿套裝在固定環(huán)的方形孔內(nèi)，且固定環(huán)固定在支架上，限制了輕質(zhì)拉桿只能在垂直于水平面的方向上上下平動，保證了測試的準(zhǔn)確性。
[0030]所述輕質(zhì)拉桿2僅能在兩個方形孔形成的垂直于水平面的直線上做上下無阻尼或者阻尼較小的往復(fù)運(yùn)動，待測電機(jī)6帶動槳葉9轉(zhuǎn)動產(chǎn)生向上的拉力帶動輕質(zhì)拉桿2上下運(yùn)動，為防止輕質(zhì)拉桿2受拉力上下運(yùn)動過程中左右晃動，因此設(shè)置了兩個固定環(huán)5，將固定環(huán)5套在輕質(zhì)拉桿2上。
[0031]所述安裝座3和電機(jī)底座7的邊緣處均設(shè)置有互相匹配的4個螺孔。
[0032]所述安裝座3和電機(jī)底座7通過4個螺孔上安裝的固定螺絲8固定連接，通過固定螺絲8將待測電機(jī)6安裝在安裝座3上。
[0033]所述支架4設(shè)置在拉力傳感器I底部，支架4的一端設(shè)置有垂直與支架4底座的支架桿，所述支架桿呈“F”型，固定連接兩個固定環(huán)5，固定環(huán)5固定在支架上，由于固定環(huán)5的作用，就限制了輕質(zhì)拉桿2只能在垂直于水平面的方向上上下平動，保證了測試的準(zhǔn)確性。
[0034]如圖3所示，一種多旋翼飛行器電機(jī)拉力線性度測量裝置的控制系統(tǒng)，包括按鍵輸入模塊、單片機(jī)、待測電機(jī)、拉力傳感器、槳葉、RS-232轉(zhuǎn)換接口、上位機(jī)數(shù)據(jù)采集分析模塊、聲光報警器、顯示屏和電調(diào)；其中，按鍵輸入模塊連接單片機(jī)，單片機(jī)分別連接有拉力傳感器、電調(diào)、RS-232轉(zhuǎn)換接口、顯示屏和