一种搭载于飞行器上的抓取投放照明设备的制作方法

本实用新型涉及一种抓取和照明设备，特别涉及一种搭载于飞行器上的抓取投放照明设备。

背景技术：

目前无人机飞行器的应用领域已经开始渗透到生活中的许多方面，例如侦查、航拍等；大型的无人机飞行器，因其负载能力强，机动性好，响应速度快，特别适于灾难救援，电力巡检、抢险等场合。

考虑到上述应用场合的特殊性，需要在现有无人机上装载抓取装置，并且可以远程控制抓取装置的释放，从而实现投放；同时，为了在低照度时也能保证抓取和投放操作的准确性，需要为无人机飞行器搭载照明设备；此外，全方位提高无人机飞行器的稳定性和可靠性也是必不可少的，考虑到应用环境的复杂性，需要避免手机信号塔等信号源对无人机飞行器产生干扰。此外，对于操作比较复杂的无人机或者重要的飞行任务，有时需要两个控制人员协作，一人负责飞行控制，一人负责机载设备控制，而两种控制操作都是由无线方式实现的，如果两种控制信号的频率相近，也会相互干扰。

技术实现要素：

本实用新型的目的是设计一种搭载于飞行器上的抓取投放照明设备，可以远程控制飞行器抓取和投放物品，在需要的时候开启照明，此外控制系统稳定可靠，不容易被其他信号干扰。

为此，本实用新型所采取的技术方案是：

一种搭载于飞行器上的抓取投放照明设备，包括通过双向控制接口与飞行器执行机构连接的主控制器、通过串行控制总线连接主控制器的射频收发模块、切换开关；所述切换开关包括不少于六个输入端和一个输出端；所述射频收发模块包括集成于单芯片的选频控制模块、输出调制模块、输入解调模块，输出调制模块通过输出滤波电路连接发射天线，输入解调模块通过输入滤波电路连接接收天线；主控制器的模拟量输出接口连接切换开关的一个输入端，主控制器的两个输出接口分别连接电机驱动器输入端和LED驱动器输入端；LED驱动器输出端连接LED灯，电机驱动器输出端连接带动夹具开闭的电机；所述设备中还设有分压电路，分压电路中包括五组串联于电源和地网络之间的电阻，每组串联电阻的公共端分别连接切换开关的其它输入端；切换开关的输出端连接选频控制模块的输入端；所述输入滤波电路和输出滤波电路均由电容和电感等分立元件组成；输出调制模块为单端输出，输出端通过相互并联的电容C10和电感L9连接地网络，还依次通过相互串联的电感L8、电容C9、电感L7连接S1接头的芯线；电容C11与L7并联；输入解调模块为差分输入，其中一个输入端通过相互并联的电容C7和电感L5连接到地网络，还依次通过相互串联的电容C5、电感L3，电容C1连接输入天线的S2接头的芯线，电容C1和电感L3的公共端还通过电感L2和电容C3连接到地网络；输入解调模块的另一个输入端通过相互并联的电感L6和电容C8连接到地网络，还依次通过相互串联的电容C6、电感L4，电容C2连接S2接头的外壳，电容C2和电感L4的公共端还通过电感L1连接S2接头的芯线和通过电容C4连接到地网络；发射天线连接到S1接头，接收天线连接到S2接头。

所述切换开关用于将任意输入端的信号切换到输出端。

所述分压电路的五个输出端对应五种不同的电压；所述射频收发模块发出和接收的信号中心频率包括433MHz、470MHz、868MHz、915MHz、169MHz。

所述飞行器上还搭载有摄像模块和视频传输模块。

本实用新型具有的优点和积极效果是：本实用新型在现有飞行器上搭载一套以新增的主控制器为核心的抓取投放照明设备，扩展了现有飞行器的功能，新增的主控制器通过串口连接无线收发模块，远程响应控制端的控制指令；同时，针对不同的应用场合（考虑周边主要存在的电磁干扰频率），既可预先固定一种通信频率，也可远程切换通信频率，避免无人机飞行器被干扰，提高控制稳定性。此外，当有两个控制人员分别操作飞行器和机载抓取投放照明设备时，将机载抓取照明设备的控制频率与飞行器的控制频率区分开，可以避免二者相互干扰。

附图说明

图1是本实用新型的结构框图；

图2是本实用新型中输入滤波电路的电路原理图；

图3是本实用新型中输出滤波电路的电路原理图；

图4是用于控制本抓取投放照明设备的遥控器端的结构框图。

具体实施方式

以下参照附图对本实用新型的一种搭载于飞行器上的抓取投放照明设备进行技术说明。

如图1～图3所示，一种搭载于飞行器上的抓取投放照明设备，包括通过双向控制接口与飞行器执行机构连接的主控制器、通过串行控制总线连接主控制器的射频收发模块、切换开关；所述切换开关包括不少于六个输入端和一个输出端；所述射频收发模块包括集成于单芯片的选频控制模块、输出调制模块、输入解调模块，输出调制模块通过输出滤波电路连接发射天线，输入解调模块通过输入滤波电路连接接收天线；主控制器的模拟量输出接口连接切换开关的一个输入端，主控制器的两个输出接口分别连接电机驱动器输入端和LED驱动器输入端；LED驱动器输出端连接LED灯，电机驱动器输出端连接带动夹具开闭的电机；所述设备中还设有分压电路，分压电路中包括五组串联于电源和地网络之间的电阻，每组串联电阻的公共端分别连接切换开关的其它输入端；切换开关的输出端连接选频控制模块的输入端；所述输入滤波电路和输出滤波电路均由电容和电感等分立元件组成；输出调制模块为单端输出，输出端通过相互并联的电容C10和电感L9连接地网络，还依次通过相互串联的电感L8、电容C9、电感L7连接S1接头的芯线；电容C11与L7并联；输入解调模块为差分输入，其中一个输入端通过相互并联的电容C7和电感L5连接到地网络，还依次通过相互串联的电容C5、电感L3，电容C1连接输入天线的S2接头的芯线，电容C1和电感L3的公共端还通过电感L2和电容C3连接到地网络；输入解调模块的另一个输入端通过相互并联的电感L6和电容C8连接到地网络，还依次通过相互串联的电容C6、电感L4，电容C2连接S2接头的外壳，电容C2和电感L4的公共端还通过电感L1连接S2接头的芯线和通过电容C4连接到地网络；发射天线连接到S1接头，接收天线连接到S2接头。

所述切换开关用于将任意输入端的信号切换到输出端。

所述分压电路的五个输出端对应五种不同的电压；所述射频收发模块发出和接收的信号中心频率包括433MHz、470MHz、868MHz、915MHz、169MHz。

所述飞行器上还搭载有摄像模块和视频传输模块，用于辅助飞行器操作人员的控制操作。

如图4所示，抓取投放照明设备的遥控器端设有设备遥控控制器、摇杆、按键、射频收发模块、分压电路、切换开关；设备遥控控制器上还设有可与飞行器控制器相连接的双向控制接口。

遥控器端的设备遥控控制器接收来自摇杆和按键的控制指令，并将其通过串行控制总线发送给射频收发模块的输出调制模块，输出调制模块将控制指令调制成高频率的信号通过无线信道发送出去，并被无人机飞行器上搭载的抓取投放照明设备中的接收天线感知到，进而对信号进行解调，解调后的信号通过串行总线发送给机载设备的主控制器。如果控制命令是针对飞行器的执行结构，主控制器将该命令通过双向控制接口转发给飞行器执行机构。

相应的，机载设备的主控制器通过串行总线发出的数据或指令，通过调制发送和接收解调，最终也能进入遥控器端的设备遥控控制器。

综上所述，机载设备和遥控器端构成了一个双向的无线通信系统。

实施例一：

固定频率和单控制端模式：针对操作不复杂的飞行任务和现场电磁干扰不严重的应用场合。同一个控制人员同时控制飞行器执行机构和机载抓取投放照明设备。将设备遥控控制器和飞行器控制器通过双向接口相连接。飞行器起飞前，设定选频模式为固定一种特定频率，将机载抓取投放照明设备的切换开关切换至分压电路的任一输出端，遥控器端的切换开关切换至相同输出端，该电压对应一种特定的通信频率。飞行器执行任务时，与遥控器端采用以此频率为中心频率的信号实现数据交互。遥控器端通过该频率发送指令，远程控制飞行器的飞行动作、打开或闭合夹具，开启或关闭LED灯。

实施例二：

固定频率和双控制端模式：针对操作复杂的飞行任务和现场电磁干扰不严重的应用场合。两个控制人员分别控制飞行器执行机构和机载抓取投放照明设备，即一人操作抓取投放照明设备的遥控器，另一人操作飞行器控制器。飞行器起飞前，设定选频模式为固定一种特定频率，该频率的选择要与飞行器执行机构的控制频率区别开。选频方式同实施例一。飞行器执行任务时，两种控制操作相互独立，互不干扰。

实施例三：

可调频率模式：针对存在不确定的干扰源的应用场合。将机载抓取投放照明设备的切换开关切换至主控制器的模拟信号输出端，并由机载设备的主控制器随机输出一种模拟电压，选定一个频率。遥控器端通过频率扫描，依次用五种不同的频率与飞行器通信，选取信号质量最好的一种，锁定该频率，完成选频。

如果是单控制端模式，针对飞行器执行机构和针对机载抓取投放照明设备的控制命令都通过该频率发送，不存在相互影响的可能。遥控器操作飞行器过程中，如飞行器长时间无法收到有效的控制指令，就认为外界干扰影响了飞行器运行，开启悬浮模式，主控制器更改模拟信号输出端的输出电压，更换通信频率，并尝试连接遥控器端的设备遥控控制器；相应的，遥控器端发现无法正常控制飞行器时，也会同样重新进入选频模式，通过更改遥控器端设备遥控控制器的模拟信号输出端电压更换通信频率，并尝试与飞行器端连接。当更换频率后，重新实现稳定的连接，飞行器解除悬浮模式，继续接收来自遥控器端的控制指令。

如果此时为双控制端模式，由于飞行器执行机构的控制频率固定不变，因此机载抓取投放照明设备控制信号的载波频率的选择，需要避开与之相近的频率。