专利名称：用于模型飞机的飞行控制的电路板和模型飞机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电路板和模型飞机，特别是涉及一种适用于模型飞机的飞行控制的电路板以及包括所述电路板的模型飞机。
背景技术：
目前的模型飞机一般是由两颗，三颗甚至多颗芯片共同完成模型飞行的飞行状态的控制。即通过多颗芯片协作共同完成对运算混合控器、陀螺仪、舵机、无线射频接收、舵机控制信号输出、马达电调驱动、重力加速度传感器等的控制。其中在模型飞机的两颗芯片控制的模式中，一颗芯片完成无线射频接收功能，另一颗芯片完成马达调速、混合控器、陀螺仪、舵机、舵机控制信号输出、马达电调驱动、重力加速度传感器等功能中的一个或多个功能。由于采用双芯片或多芯片设计，势必导致所述双芯片或多芯片需要的电路板面积比较大，并由于线路的复杂，元器件较多，导致了重量更重，成本更高，飞行状态控制的可靠性更低，元器件稳定性更差。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术的模型飞机的飞行控制中采用双芯片或多芯片模式导致的线路的复杂、成本高和可靠性差的缺陷，提供一种用于模型飞机的飞行控制的电路板和模型飞机，通过优化集成飞行状态控制功能于一单芯片，从而简化了电路板的线路设计，提高了飞行状态控制的可靠性。本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的:本发明提供了一种用于模型飞机的飞行控制的电路板，其特点是所述电路板包括一线路板、设置于所述线路板上一单芯片以及设置于所述线路板上的一个或多个马达调速器、一个或多个舵机和一传感单兀；其中所述传感单元采集模型飞机的飞行状态数据，所述单芯片接收外部遥控器的控制数据，所述单芯片还基于从遥控器接收的控制数据通过控制所述马达调速器和舵机来调整所述模型飞机的马达转速和舵机转动。较佳地，所述单芯片还以射频的方式将所述模型飞机飞行状态数据发送至外界设备。较佳地，所述传感单元包括下列元件的一种或多种:角加速度传感器、气压传感器、磁阻传感器以及重力加速度传感器；其中所述角加速度传感器、所述气压传感器、所述磁阻传感器和所述重力加速度传感器的数量均为一个或多个。较佳地，所述角加速度传感器均为单轴角加速度传感器、双轴角加速度传感器或三轴角加速度传感器。较佳地于，所述磁阻传感器为单轴磁阻传感器、双轴磁阻传感器或三轴磁阻传感器。较佳地，所述重力加速度传感器为单轴重力加速度传感器、双轴重力加速度传感器或三轴重力加速度传感器。较佳地，所述单芯片包括一射频通讯模块和一飞行状态控制模块，其中所述飞行状态控制模块基于所述射频通讯模块接收的控制数据通过控制所述马达调速器和舵机来调整所述模型飞机的马达转速和舵机转动。较佳地，所述飞行状态控制模块还用于将所述传感单元采集模型飞机的飞行状态数据通过所述射频通讯模块发送至外界设备。较佳地，所述射频通讯模块为2.4GHz射频通讯器或5.SGHz射频通讯器。较佳地，所述电路板还包括设置于所述线路板上的一个或多个外接舵机接口，每个外接舵机接口用于接入一外接舵机，其中所述单芯片基于从所述遥控器接收的控制数据通过所述外接舵机接口控制所述外接舵机来调整所述模型飞机的舵机转动。较佳地，所述电路板还包括设置于所述线路板上的一个或多个外接马达调速器接口，每个外接马达调速器接口用于接入一外接马达调速器，其中所述单芯片基于从所述遥控器接收的控制数据通过所述外接马达调速器接口控制所述外接马达调速器来调整所述模型飞机的马达转速。较佳地，所述马达调速器为有刷马达调速器或无刷马达调速器。本发明还提供了一种模型飞机，其中所述模型飞机包括如上所述的用于模型飞机的飞行控制的电路板。本发明的积极进步效果在于:本发明的用于模型飞机的飞行控制的电路板，通过优化集成所有的飞行状态控制功能于一单芯片，不但简化了电路板的线路设计，而且减少了电路板上元器件的数量，所以减少了电路板的总重量，因而降低了模型飞机的重量。而且元器件数量的减少也减少了各个元器件之间的干扰，所以提高了元器件的稳定性。并且由于电路板的线路设计的简化，各个元器件能够得到更加有效地散热，从而也提高了元器件的可靠性。此外线路简化后的电路板还降低了生产工艺的复杂性，所以接间接地减少了生产成本。本发明的用于模型飞机的飞行控制的电路板还集成所有检测飞行状态的传感元件以及马达调速器和舵机于同一线路板上，从而降低了模型飞机内部结构的复杂度，进而优化了模型飞机的结构。此外通过增加外接舵机接口和外接马达调速器接口还为模型飞机的升级、更新或维修等提供了便捷的接入外接马达调速器或外接舵机的方式。
图1为本发明的电路板的第一实施例的结构示意图。图2为本发明的电路板的第一实施例的系统结构框图。图3为本发明的电路板的第二实施例的结构示意图。图4为本发明的电路板的第二实施例应用于模型飞机时模型飞机控制系统结构框图。
具体实施例方式下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。第一实施例:如图1所示，本实施例的电路板中包括一线路板1、一单芯片2、一马达调速器3、一舵机4以及一传感单元5。其中所述单芯片2、马达调速器3、舵机4和传感单元5均固定设置于所述线路板I上，并且所述传感单元5采集模型飞机的飞行状态数据，所述单芯片2以射频的方式将所述模型飞机飞行状态数据发送至外界设备，所述单芯片2还基于从外界设备，例如遥控器等，接收的控制数据通过控制所述马达调速器3和所述舵机4来调整所述模型飞机的马达转速和舵机转动。而且如图2所示，本实施例的电路板中的单芯片2包括一射频通讯模块21和一飞行状态控制模块22，其中所述飞行状态控制模块22基于所述射频通讯模块21接收的控制数据，例如舵机转动控制数据等，通过控制所述马达调速器3和所述舵机4来调整所述模型飞机的马达转速和舵机转动。所述飞行状态控制模块22还用于将所述传感单元5采集模型飞机的飞行状态数据通过所述射频通讯模块21发送至外界设备，例如遥控器以及监控
翌坐本实施例的所述射频通讯模块21可以采用2.4GHz射频通讯器或5.8GHz射频通讯器来进行数据的传输。此外本实施例的飞行状态控制模块22和射频通讯模块21可以根据实际要求或需求在现有硬件的基础上采用任何种类或类型的飞行控制器，例如MCU(微控制器)，和射频器等来实现，故在此对其具体实现过程不再赘述。如图2所示，本实施例的传感单元5包括一角加速度传感器51、一气压传感器52、一磁阻传感器53以及一重力加速度传感器54。其中所述角加速度传感器51可以采用单轴角加速度传感器、双轴角加速度传感器或三轴角加速度传感器等。所述磁阻传感器53可以采用单轴磁阻传感器、双轴磁阻传感器或三轴磁阻传感器等。所述重力加速度传感器54可以采用单轴重力加速度传感器、双轴重力加速度传感器或三轴重力加速度传感器。所述角加速度传感器51、气压传感器52、磁阻传感器53以及重力加速度传感器54用于检测模型飞机飞行时的飞行状态，例如模型飞机的方向、速度、加速度和高度等。而且角加速度传感器51、气压传感器52、磁阻传感器53以及重力加速度传感器54可以根据实际要求或需求在现有硬件的基础上来实现，故在此对其具体实现过程不再赘述。此外本领域技术人员可以依旧模型飞机的实际设计的需要和要求，采用任意数量的角加速度传感器51、气压传感器52、磁阻传感器53以及重力加速度传感器54，以及采用所述角加速度传感器51、一气压传感器52、一磁阻传感器53以及重力加速度传感器54中的任意的一种或多种的组合。本实施例的所述马达调速器3用于调节模型飞机中马达的转速，从而调节模型飞机的飞行速度等，而且所述马达调速器3可以是有刷马达调速器或无刷马达调速器等。本实施例的所述舵机4用于调节模型飞机中各个舵面的转向，从而控制模型飞机的飞行方向。由于所述马达调速器3和舵机4可以根据实际要求或需求在现有硬件的基础上来实现，故在此对其具体实现过程不再赘述。本实施例的工作原理如下:
所述单芯片2的飞行状态控制模块22将所述角加速度传感器51、气压传感器52、磁阻传感器53以及重力加速度传感器54采集的模型飞机的飞行状态数据通过所述射频通讯模块21发送至外界设备，例如遥控器或监视器等。同时所述单芯片2的飞行状态控制模块22基于所述射频通讯模块21接收的外界设备发送的控制数据通过所述马达调速器3和舵机4来控制所述模型飞机的马达转速和舵机转动，从而调节所述模型飞机的飞行速度和飞行方向等。第二实施例:本实施例的电路板与第一实施例的电路板区别在于:如图3所示，本实施例的电路板还包括一外接舵机接口 6和一外接马达调速器接口 7。其中所述外接舵机接口 6用于接入外接舵机4a，所述外接舵机4a用于控制所述模型飞机的舵面的转向，并且所述外接舵机4a未设置于所述线路板I上而设置于所述模型飞机的其他部位。此外所述单芯片2也基于从外界设备，例如遥控器等，接收的控制数据通过所述外接舵机接口 6控制所述外接舵机4a来调整所述模型飞机的舵机转动。所述外接马达调速器接口 7用于接入外接马达调速器3a，所述外接马达调速器3a用于调节所述模型飞机的马达转速，并且所述外接马达调速器3a未设置于所述线路板I上而设置于所述模型飞机的其他部位。此外所述单芯片2也基于从外界设备，例如遥控器等，接收的控制数据通过所述外接马达调速器接口 7控制所述外接马达调速器3a来调整所述模型飞机的马达转速。而且本领域技术人员还可以根据所述模型飞机中所采用的所述外接舵机4a和外接马达调速器3a的数量采用相应数量的所述外接舵机接口 6和外接马达调速器接口 7。当本实施例的电路板应用于一模型飞机时，如图4所示，所述电路板中单芯片2通过所述外接舵机接口 6和外接马达调速器接口 7与所述模型飞机的系统中的外接舵机4a和外接马达调速器3a等电连接，而且所述电路板中的舵机4、马达调速器3和传感单元5还与模型飞机中的马达和舵面等连接(图4中未显示)。其中所述飞行状态控制模块22将收集的角加速度传感器状态、舵机状态，马达转速和重力加速度传感器状态等模型飞机的飞行状态通过所述射频通讯模块21发送至外界设备，例如遥控器以及监控器等。并基于接收的外界设备发送的控制数据通过控制所述马达调速器3和外接马达调速器3a以及舵机4结合外接舵机4a来调整所述模型飞机的马达转速和舵机转动。虽然以上描述了本发明的具体实施方式
，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。
权利要求
1.一种用于模型飞机的飞行控制的电路板，其特征在于，所述电路板包括一线路板、设置于所述线路板上一单芯片以及设置于所述线路板上的一个或多个马达调速器、一个或多个舵机和一传感单元； 其中所述传感单元采集模型飞机的飞行状态数据，所述单芯片接收外部遥控器的控制数据，所述单芯片还基于从所述遥控器接收的控制数据通过控制所述马达调速器和舵机来调整所述模型飞机的马达转速和舵机转动。
2.如权利要求1所述的电路板，其特征在于，所述单芯片还以射频的方式将所述模型飞机飞行状态数据发送至外界设备。
3.如权利要求2所述的电路板，其特征在于，所述传感单元包括下列元件的一种或多种: 角加速度传感器、气压传感器、磁阻传感器以及重力加速度传感器； 其中所述角加速度传感器、所述气压传感器、所述磁阻传感器和所述重力加速度传感器的数量均为一个或多个。
4.如权利要求3所述的电路板，其特征在于，所述角加速度传感器均为单轴角加速度传感器、双轴角加速度传感器或三轴角加速度传感器。
5.如权利要求3所述的电路板，其特征在于，所述磁阻传感器为单轴磁阻传感器、双轴磁阻传感器或三轴磁阻传感器。
6.如权利要求3所述的电路板，其特征在于，所述重力加速度传感器为单轴重力加速度传感器、双轴重力加速度传感器或三轴重力加速度传感器。
7.如权利要求2-6中任一项所述的电路板，其特征在于，所述单芯片包括一射频通讯模块和一飞行状态控制模块，其中所述飞行状态控制模块基于所述射频通讯模块接收的控制数据通过控制所述马达调速器和舵机来调整所述模型飞机的马达转速和舵机转动。
8.如权利要求7所述的电路板，其特征在于，所述飞行状态控制模块还用于将所述传感单元采集模型飞机的飞行状态数据通过所述射频通讯模块发送至外界设备。
9.如权利要求8所述的电路板，其特征在于，所述射频通讯模块为2.4GHz射频通讯器或5.8GHz射频通讯器。
10.如权利要求1-6中任一项所述的电路板，其特征在于，所述电路板还包括设置于所述线路板上的一个或多个外接舵机接口，每个外接舵机接口用于接入一外接舵机，其中所述单芯片还基于从所述遥控器接收的控制数据通过所述外接舵机接口控制所述外接舵机来调整所述模型飞机的舵机转动。
11.如权利要求1-6中任一项所述的电路板，其特征在于，所述电路板还包括设置于所述线路板上的一个或多个外接马达调速器接口，每个外接马达调速器接口用于接入一外接马达调速器，其中所述单芯片还基于从所述遥控器接收的控制数据通过所述外接马达调速器接口控制所述外接马达调速器来调整所述模型飞机的马达转速。
12.如权利要求1-6中任一项所述的电路板，其特征在于，所述马达调速器为有刷马达调速器或无刷马达调速器。
13.一种模型飞机，其特征在于，所述模型飞机包括如权利要求1-9中任一项所述的用于模型飞机的飞行控制的电路板。
全文摘要
本发明公开了一种用于模型飞机的飞行控制的电路板和模型飞机，其中所述电路板包括一线路板、设置于所述线路板上一单芯片以及设置于所述线路板上的一个或多个马达调速器、一个或多个舵机和一传感单元；所述传感单元采集模型飞机的飞行状态数据，所述单芯片接收外部遥控器的控制数据，所述单芯片基于从遥控器接收的控制数据通过控制所述马达调速器和舵机来调整所述模型飞机的马达转速和舵机转动。所述模型飞机采用所述电路板。本发明的电路板，通过优化集成飞行状态控制功能于一单芯片，不但简化了电路板的线路设计，而且减少了电路板上元器件的数量，所以减少了电路板的总重量，因而降低了模型飞机的重量，同时也降低了模型飞机的成本。
文档编号A63H27/00GK103186138SQ201110449598
公开日2013年7月3日 申请日期2011年12月28日 优先权日2011年12月28日
发明者田瑜, 江文彦 申请人:田瑜, 江文彦