本發明屬于飛機螺旋槳變距,具體涉及基于跳頻的飛機非接觸式電動變距系統及方法。
背景技術:
1、隨著航空技術的不斷發展,飛機的續航成為關鍵需求,進而根據空氣動力學優化和動力系統協同控制,對螺旋槳變距的精度、響應速度和可靠性提出了更高要求。尤其是在工業和軍工場景,輕量化、智能化和高效化成為關鍵需求。傳統機械變距系統難以滿足這些需求,因此,電動變距技術應運而生。電動變距通過電機驅動,直接或間接控制螺旋槳槳葉角度,相比傳統方式,具有結構簡單、響應迅速、易于控制和集成等優勢。然而,有線的電動變距系統一般通過導電滑環來連接飛機機身與高速旋轉的旋翼,為變距電機提供電能和傳輸信號。然而由于飛機運行環境復雜,要求電滑環材料具備耐腐蝕性和具有耐磨性能、不隨便的拖動觸碰,在使用上具有較大的局限性。
2、與極度依賴電滑環進行電能和信號傳輸方式相比較,無線跳頻電動變距能通過無線的方式對電能及信號進行傳輸,具有非接觸、無磨損、靈活方便等諸多優勢。跳頻傳輸技術憑借動態切換頻率、跳頻序列控制的特性,在多徑衰落與強電磁噪聲環境中保障數據可靠傳輸,成為軍事通信、物聯網、航空航天等高可靠性場景的關鍵技術選擇。接收雙方按照預設的跳頻序列同步跳頻,利用軟件檢測數據應答幀機制和自動重發機制的代碼邏輯實現了數據的高可靠傳輸。從結構上看,無線跳頻電動變距技術無需復雜的線纜連接,大大簡化了變距機構,減輕了飛機的重量,符合現代航空領域輕量化的發展趨勢。在信號傳輸方面,通過無線跳頻傳輸技術,能夠有效避免線纜傳輸帶來的電磁干擾問題和普通無線傳輸特定頻率電磁波干擾問題,信號傳輸穩定且抗干擾能力強,可以精準地控制螺旋槳槳距。在安裝和維護層面,無線電動變距系統安裝過程更加便捷,無需復雜的布線工作;當出現故障時,由于沒有大量線纜的干擾,故障排查和修復更為容易,能夠顯著降低維護成本,減少飛機停機時間,提高運營效率。
3、故提供一種基于跳頻的飛機非接觸式電動變距系統是非常有意義的。
技術實現思路
1、鑒于此,本發明的目的在于提供了基于跳頻的飛機非接觸式電動變距系統及方法,以實現非接觸控制飛機螺旋槳變距。
2、本發明提供的技術方案是:第一方面,本發明提供了一種基于跳頻的飛機非接觸式電動變距系統,包括控制端和接收端;所述控制端包括電池一、單片機、無線跳頻傳輸模塊一和發射天線,所述電池一為控制端供電,所述單片機與無線跳頻傳輸模塊一連接,所述無線跳頻傳輸模塊與發射天線連接;
3、所述接收端包括變距機構、接收天線、無線跳頻傳輸模塊二、降壓穩壓模塊、電池二、電能無線傳輸模塊;所述電池二通過電能無線傳輸模塊、降壓穩壓模塊為接收端供電;
4、無線跳頻傳輸模塊一和無線跳頻傳輸模塊二集成構造一致,構成具有同步跳頻功能的半雙工傳輸模塊組。
5、優選地,所述電能無線傳輸模塊包括接收線圈、發射線圈,接收線圈、發射線圈構成耦合線圈組,均采用圓形線圈方式纏繞。
6、優選地,所述無線跳頻傳輸模塊一和無線跳頻傳輸模塊二的集成構造,包括:485接口電路、微控制器最小系統電路、無線射頻電路、電源供電電路。
7、本發明還提供了一種基于跳頻的飛機非接觸式電動變距方法,包括:采用跳頻傳輸信號方法控制變距電機以恒定的轉速旋轉一定角度,從而改變飛機螺旋槳槳距。
8、優選地,單片機切換不同的控制類型,發送不同的電機控制數據幀至無線跳頻傳輸模塊一;
9、無線跳頻傳輸模塊一的485接口電路,將485信號轉變為高頻無線電信號,發射天線將高頻無線電信號發送給接收端;
10、接收天線接收高頻無線電信號,由無線跳頻傳輸模塊二將高頻無線電信號轉換為485差分信號控制變距電機遠距離無線通信;同時控制端接收由接收端的變距機構中傳感器返回的舵機狀態數據。
11、優選地,所述無線跳頻傳輸模塊一中主動握手方上電后,以預設的固定握手發送頻率循環發送握手幀,再通過微控制器將射頻芯片配置為接收模式,直至接收到接收方的握手接收確認幀后停止發送,開啟定時器中斷,按預設的跳頻序列以一定時間間隔進行跳頻,握手成功指示燈常亮;
12、無線跳頻傳輸模塊二被動握手方上電后,按預設的固定接收頻率循環掃描是否有接收握手幀,直至接收到握手幀后跳出循環,發送握手接收確認幀,開啟定時器中斷,按預設的跳頻序列以一定時間間隔進行跳頻,握手成功指示燈常亮。進而完成握手實現同步頻率跳躍。
13、本發明提供了基于跳頻的飛機非接觸式電動變距系統及方法,采用飛機螺旋槳變距實現無線跳頻電動控制,其中無線跳頻傳輸部分,根據預設的跳頻序列進行發送方和接收方握手后的以時間戳數值為基礎的同步頻率變更。跳頻傳輸模塊組包含接收幀后按權重自動校準本地時間戳功能,無線跳頻電動變距的地面控制端采用無線跳頻傳輸模塊將485信號經過轉換后由天線遠距離無線傳輸,接收端收到信號后進而控制變距電機,耦合線圈組為系統的接收端供電,電機各項數據通過傳感器反饋給控制端。
1.一種基于跳頻的飛機非接觸式電動變距系統,其特征在于,包括控制端和接收端;所述控制端包括電池一(1)、單片機(2)、無線跳頻傳輸模塊一(3)和發射天線(4),所述電池(1)一為控制端供電,所述單片機(2)與無線跳頻傳輸模塊一(3)連接,所述無線跳頻傳輸模塊(3)與發射天線(4)連接;
2.根據權利要求1所述的一種基于跳頻的飛機非接觸式電動變距系統,其特征在于,所述電能無線傳輸模塊包括接收線圈(11)、發射線圈(12),收線圈(11)、發射線圈(12)構成耦合線圈組,均采用圓形線圈方式纏繞。
3.根據權利要求1所述的一種基于跳頻的飛機非接觸式電動變距系統,其特征在于,所述無線跳頻傳輸模塊一(3)和無線跳頻傳輸模塊二(6)的集成構造,包括:485接口電路、微控制器最小系統電路、無線射頻電路、電源供電電路。
4.一種基于跳頻的飛機非接觸式電動變距方法,其特征在于,包括:采用跳頻傳輸信號方法控制變距電機以恒定的轉速旋轉一定角度,從而改變飛機螺旋槳槳距。
5.根據權利要求4所述的基于跳頻的飛機非接觸式電動變距方法,其特征在于,
6.根據權利要求4所述的基于跳頻的飛機非接觸式電動變距方法,其特征在于,