无人机发动机控制装置及方法与流程

本申请涉及发动机控制技术领域，具体而言，涉及一种无人机发动机控制装置及方法。

背景技术：

发动机作为各种设备的动力提供部，在科技发展过程中占有至关重要的角色。活塞式发动机普遍应用于中小型无人机。目前大部分活塞式发动机均使用化油器供油，且所有化油器均包含阻风门结构，其主要用于辅助发动机正常启动。如果发动机缸体内无油或油路未充满燃油，则发动机启动前需手动关闭阻风门，使发动机转动时机匣内产生的负压能够有效吸入油路中的燃油，正常运行过程则需打开阻风门，保证发动机运行过程能够有充足的空气吸入缸体内与燃油混合燃烧.

目前，主要通过手动开启和关闭化油器阻风门。然而，发动机在运行过程，常常出现熄火的情况。对于无人机在飞行过程中，如果采用手动控制阻风门，需要降落无人机，影响无人机正常工作。另外，对于发动机安装在狭小空间，手动操作控制阻风门难度大。即，现有技术存在发动机无法自动重启，操作不方便，降低应用该发动机提供动力的设备的工作效率的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种无人机发动机控制装置及方法，其旨在改善现有技术中存在的上述不足。

第一方面，本发明实施例提供了一种无人机发动机控制装置，所述装置包括：检测机构、伺服机构、控制机构；

所述检测机构设置在发动机上，所述检测机构和所述伺服机构与所述控制机构连接，所述伺服机构与所述发动机的化油器的阻风门连接；

所述检测机构用于检测所述发动机的工作状态，将所述发动机的工作状态信息发送至所述控制机构；

所述控制机构用于，根据所述工作状态信息，判断所述发动机是否是中途熄火；如果所述发动机是中途熄火，发送关门指令至所述伺服机构；

所述伺服机构用于，根据所述关门指令驱动所述阻风门关闭，以使所述发动机重启。

可选的，所述控制机构还用于，根据所述检测机构发送的工作状态信息，判断所述发动机是否已启动；如果所述发动机已启动，发送开门指令至所述伺服机构；

所述伺服机构还用于，根据所述开门指令驱动所述阻风门打开，以使所述发动机持续正常工作。

可选的，所述伺服机构还用于，当所述伺服机构处于断电或无信号状态时，控制所述阻风门关闭。

可选的，所述装置还包括连接组件，所述伺服机构和所述阻风门通过所述连接组件连接；

所述伺服机构通过驱动所述连接组件带动所述阻风门在预设角度范围内转动，以实现打开或者关闭所述阻风门。

可选的，所述连接组件包括连接杆和第一转动结构；

所述第一转动结构上设置有第一通孔和第二通孔；

所述连接杆的一端通过所述第二通孔与所述第一转动结构活动连接，远离所述第一转动结构的一端与所述阻风门活动连接；

所述伺服机构通过所述第一通孔与所述第一转动结构固定连接。

可选的，所述阻风门包括阻风板和第二转动结构；

所述第二转动结构上设有第三通孔和第四通孔；

所述阻风板固定设置在门把上，所述门把插入所述第四通孔，与所述第二转动结构固定连接；

所述连接杆通过所述第三通孔与所述第二转动结构活动连接。

可选的，所述连接杆的一端设有第五通孔，远离所述第五通孔的一端设有第六通孔；

所述连接杆通过所述第二通孔和所述第五通孔与所述第一转动结构活动连接；

所述连接杆通过所述第六通孔与所述第三通孔与所述第二转动结构活动连接。

可选的，所述连接杆包括第一段、第二段和第三段；

所述第一段和所述第三段通过所述第二段连接，且所述第一段和所述第三段平行设置；

所述第一段远离所述第三段的一端设有所述第五通孔，所述第一段通过所述第二通孔和所述第五通孔与所述第一转动结构活动连接；

所述第三段远离所述第一段的一端设有所述第六通孔，所述第三段通过所述第六通孔与所述第三通孔与所述第二转动结构活动连接。

可选的，所述控制机构还用于，根据所述检测机构发送的工作状态信息，判断所述发动机是否处于存放状态；如果所述发动机处于存放状态，发送关门指令至所述伺服机构。

第二方面，本发明实施例提供了一种无人机发动机控制方法，应用于上述任一项所述无人机发动机控制装置，所述方法包括：

所述检测机构检测所述发动机的工作状态，将所述发动机的工作状态信息发送至所述控制机构；

所述控制机构根据所述工作状态信息，判断所述发动机是否是中途熄火；如果所述发动机是中途熄火，发送关门指令至所述伺服机构；

所述伺服机构根据所述关门指令驱动所述阻风门关闭，以使所述发动机重启。

相对现有技术，本发明具有以下有益效果：

本发明实施例提供了一种无人机发动机控制装置及方法，所述装置包括：检测机构、伺服机构、控制机构，检测机构设置在发动机上，检测机构和伺服机构与控制机构连接，伺服机构与发动机的化油器的阻风门连接；检测机构用于检测发动机的工作状态，将发动机的工作状态信息发送至控制机构；控制机构用于，根据工作状态信息，判断发动机是否是中途熄火，如果发动机是中途熄火，发送关门指令至伺服机构；伺服机构用于，根据关门指令驱动阻风门关闭，以使发动机重启。通过检测发动机的工作状态，当发动机处于中途熄火时，控制阻风门关闭，以使化油器内产生负压而吸入燃油，同时，阻风门关闭可以较少空气进入化油器，增大了化油器内燃油形成的燃气的浓度，使得燃气可以燃烧，进而实现发动机的自动重启。解决了现有技术中存在的发动机无法自动重启，操作不方便，降低应用该发动机提供动力的设备的工作效率的技术问题，达到了可以自动控制发动机自动重启，操作方便，提高了应用该发动机提供动力的设备的工作效率的技术效果。

本发明实施例的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本发明实施例提供的一种无人机发动机控制装置100的结构示意图。

图2示出了本发明实施例提供的另一种无人机发动机控制装置100的方框结构示意图。

图3示出了本发明实施例提供的另一种无人机发动机控制装置100的方框结构示意图。

图4示出了本发明实施例提供的一种无人机发动机控制方法的流程图。

图5示出了本发明实施例提供的另一种无人机发动机控制方法的流程图。

图标：100-无人机发动机控制装置；110-检测机构；120-伺服机构；130-控制机构；140-连接组件；141-连接杆；142-第一转动结构；150-阻风门；151-阻风板；152-第二转动结构；1411-第一段；1412-第二段；1413-第三段；160-化油器。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

目前，市面上使用化油器结构发动机的飞行器，在发动机启动过程均需使用手动关闭和开启化油器阻风门操作，来控制发动机启动过程。然而，第一方面，飞行器使用的发动机转轴全部直接连接或间接连接有螺旋桨，使用手动开关化油器阻风门操作相当危险。然后第二方面，受安装空间及使用条件限制，飞行器使用的发动机安装位置均较为极限，化油器阻风门基本大都不能通过手动直接进行开启和关闭操作。第三方面，发动机运行过程熄火状态较为常见，使用手动控制阻风门开关方式无法做到飞行器飞行过程发动机重启控制。

为此，本申请提供了一种无人机发动机控制装置及方法，用以解决现有技术中存在的发动机无法自动重启，操作不方便，降低应用该发动机提供动力的设备的工作效率的技术问题。

实施例

请参阅图1，图1示出了本申请实施例提供的一种无人机发动机控制装置100，无人机发动机控制装置100包括：检测机构110、伺服机构120、控制机构130。检测机构110设置在发动机上，检测机构110和伺服机构120与控制机构130连接，伺服机构120与发动机的化油器160的阻风门150连接。检测机构110用于检测发动机的工作状态，将发动机的工作状态信息发送至控制机构130。控制机构130用于，根据工作状态信息，判断发动机是否是中途熄火，如果发动机是中途熄火，发送关门指令至伺服机构120。伺服机构120用于，根据关门指令驱动阻风门150关闭，以使发动机重启。

通过采用以上方案，通过检测发动机的工作状态，当发动机处于中途熄火时，控制阻风门150关闭，以使化油器160内产生负压而吸入燃油，同时，阻风门150关闭可以较少空气进入化油器160，增大了化油器160内燃油形成的燃气的浓度，使得燃气可以燃烧，进而实现发动机的自动重启。解决了现有技术中存在的发动机无法自动重启，操作不方便，降低应用该发动机提供动力的设备(无人机)的工作效率的技术问题，达到了可以自动控制发动机自动重启，操作方便，提高了应用该发动机提供动力的设备的工作效率的技术效果。同时，需不要认为操作，保证了用户的安全。

作为一种可选的实施方式，控制机构130还用于，根据检测机构110发送的工作状态信息，判断发动机是否已启动；如果发动机已启动，发送开门指令至伺服机构120。伺服机构120还用于，根据开门指令驱动阻风门150打开，以使发动机持续正常工作。其中，判断发动机是否已启动可以通过判断发动送机(化油器160)内的燃气是否处于燃烧状态来确定，发动送机(化油器160)内的燃气处于燃烧状态，确定发动机已启动，否则确定发动机未启动。

通过打开阻风门150，增大了化油器160内的空气进入量，提高了发动机燃烧的含氧量，使得发动机中的燃气燃烧充分，第一方面可以使得发动机可以持续燃烧以持续正常工作，另一方面保证燃烧充分，节能、环保。

作为一种可选的实施例，伺服机构120还用于，当伺服机构120处于断电或无信号状态时，控制阻风门150关闭。

当伺服机构120处于断电或无信号状态时，可以确定发动机长期熄火或者处于存放状态，这时，控制阻风门150关闭，可以保护化油器160的进气口，避免杂物或者灰尘进入到发动机内部，保护发动机。

控制机构130还用于，根据根据检测机构110发送的工作状态信息，判断发动机是否处于长期熄火或存放状态，若果发动机处于长期熄火或存放状态，发送关门指令至伺服机构120。伺服机构120还用于，根据该关门指令驱动所述阻风门150打开关闭，以保护发动机。

为了实现伺服机构120控制阻风门150打开或关闭，作为一种可选的实施方式，无人机发动机控制装置100还包括控连接组件140，请参阅图2，伺服机构120和阻风门150通过控连接组件140连接。伺服机构120通过驱动控连接组件140带动阻风门150在预设角度范围内转动，以实现打开或者关闭阻风门150。具体的，伺服机构120通过驱动控连接组件140顺时针转动第一角度，则可以驱动阻风门150逆时针转动第一角度，其中，第一角度属于预设角度范围内的任一角度。例如，预设角度范围是0～90度，则第一角度可以是45度、90度等，阻风门150处于0度时，阻风门150处于关闭状态，当阻风门150处于90度的开度(从0度旋转到90度)，阻风门150处于完全打开状态。当第一角度不等于0时，针转动第一角度，则可以驱动阻风门150打开第一角度，然后机构通过驱动控连接组件140逆时针转动第一角度(从90度旋转到0度)，则可以驱动阻风门150逆时顺时针第一角度，从而驱动阻风门150关闭。

为了可以有效、灵活地驱动阻风门150开启或关闭，作为一种可选的实施方式，所述控连接组件140包括连接杆141和第一转动结构142，第一转动结构142上设置有第一通孔和第二通孔。连接杆141的一端通过第二通孔与第一转动结构142活动连接，远离第一转动结构142的一端与阻风门150活动连接。伺服机构120第一通孔与第一转动结构142固定连接，以使伺服机构120可以驱动第一转动结构142在预设角度范围内转动，连接杆141通过第二通孔与第一转动结构142活动连接，进而第一转动结构142可以带动连接杆141在预设角度范围内转动。阻风门150包括阻风板151和第二转动结构152，第二转动结构152上设有第三通孔和第四通孔。阻风板151固定设置在门把上，门把插入第四通孔，与第二转动结构152固定连接，以使阻风板151与第二转动结构152相对位置保持不变。连接杆141通过第三通孔与第二转动结构152活动连接，当连接杆141转动在预设角度范围内转动时，可以带动第二转动结构152在预设角度范围内转动，进而驱动与第二转动结构152固定连接的阻风板151在预设角度范围内转动，以实现打开或者关闭阻风门150。

为了节省驱动阻风门150的动力，减小能耗，连接杆141的一端设有第五通孔，远离第五通孔的一端设有第六通孔，连接杆141通过第二通孔和第五通孔与所述第一转动结构142活动连接，连接杆141通过第六通孔与第三通孔与第二转动结构152活动连接。其中，连接杆141通过第二通孔和第五通孔与所述第一转动结构142活动连接的方式可以是，连接杆141通过螺钉等活动固定件穿过第二通孔和第五通孔，以实现连接杆141与第一转动结构142活动连接，通过螺钉等活动固定件穿过第六通孔与第三通孔，以实现连接杆141与第二转动结构152活动连接。

为了节省无人机发动机控制装置100的占地空间，节省驱动动力，提高控制阻风门150打开或关闭的效果，作为一种可选的实施方式，连接杆141包括第一段1411、第二段1412和第三段1413，第一段1411和第三段1413通过第二段1412连接，且第一段1411和第三段1413平行设置，第一段1411远离第三段1413的一端设有第五通孔，第一段1411通过第二通孔和第五通孔与第一转动结构142活动连接。第三段1413远离第一段1411的一端设有第六通孔，第三段1413通过第六通孔与第三通孔与第二转动结构152活动连接。可选的，第一段1411与第三段1413五重叠，第二段1412与第一段1411和第三段1413均成弧形连接，其弧形的角度相同。

通过采用以上方案，提高了伺服机构120驱动阻风门150的有效性。

为了清楚阐述说明本申请的无人机发动机控制装置100的工作原理，请结合参阅图2，以及图3中的示例，图2为阻风门150处于关闭状态的无人机发动机控制装置100的结构示意图，图3为阻风门150处于打开状态的发动机控制的结构示意图。

图2中，阻风板151所处角度为0度，为了完全打开阻风门150，使阻风门150有最大的开度，需要控制阻风门150旋转到达90度，即如图3中所示的阻风板151的位置状态。此时，伺服机构120驱动第一转动结构142顺时针旋转90度，进而驱动第二转动结构152逆时针旋转90度，进而带动阻风板151逆时针转动90度，以达到最大开度。当需要关闭阻风门150，需要控制阻风门150回到0度，此时，伺服机构120驱动第一转动结构142逆时针旋转90度，进而驱动第二转动结构152顺时针旋转90度，进而带动阻风板151逆时针转动90度，以关闭阻风门150。

在本发明实施例中，检测机构110可以是传感器，例如压力传感器、温度传感器、光电传感器等。控制机构130可以是控制器、处理器等。传感器与控制器通过电气接口连接，伺服机构120与控制器通过电气接口连接。

通过采用以上方案，通过检测发动机的工作状态，当发动机处于中途熄火时，控制阻风门150关闭，以使化油器160内产生负压而吸入燃油，同时，阻风门150关闭可以较少空气进入化油器160，增大了化油器160内燃油形成的燃气的浓度，使得燃气可以燃烧，进而实现发动机的自动重启。在发动机燃烧时，控制阻风门150打开，以使发动机可以持续燃烧，保证发动机正常工作。打开或关闭阻风门150的操作是自动化的，不需认为操作，保证了用户的安全，同时提高了打开或关闭阻风门150的操作的准确性。

基于上述的无人机发动机控制装置，本发明实施例还提供了一种无人机发动机控制方法，该方法应用于无人机发动机控制装置。请参阅图4，图4示出了无人机发动机控制方法的流程图。无人机发动机控制方法包括如图4所示的s101～s104。

s101：检测机构检测发动机的工作状态，将发动机的工作状态信息发送至控制机构。

s102：控制机构根据工作状态信息，判断发动机是否是中途熄火。

s103：如果发动机是中途熄火，发送关门指令至伺服机构。

s104：伺服机构根据关门指令驱动阻风门关闭，以使发动机重启。

作为一种可选的实施方式，所述无人机发动机控制方法还包括：控制机构根据检测机构发送的工作状态信息，判断发动机是否已启动；如果发动机已启动，发送开门指令至伺服机构。伺服机构根据开门指令驱动阻风门打开，以使发动机发动机持续正常工作。

作为一种可选的实施方式，所述无人机发动机控制方法还包括：检测伺服电机是否处于断电或无信号状态，当所述伺服机构处于断电或无信号状态时，伺服机构控制阻风门关闭，以防止粉尘杂质进入化油器内部，保护发动机。

作为一种可选的实施方式，所述无人机发动机控制方法还包括：控制机构还根据检测机构发送的工作状态信息，判断发动机是否处于长期熄火或存放状态，如果发动机处于长期熄火或存放状态，发送关门指令至伺服机构，以使伺服机构驱动阻风门关闭，以保护发动机。

为了更清楚地展示本申请所述发动机控制方法的流程，请参阅图图5，无人机发动机控制方法包括图5中的s201～s209。

s201：检测机构检测发动机的工作状态，将发动机的工作状态信息发送至控制机构。

s201：控制机构根据工作状态信息，判断发动机是否是中途熄火。

s203：如果发动机是中途熄火，发送关门指令至伺服机构。

s204：伺服机构根据关门指令驱动阻风门关闭，以使发动机可以重启燃烧。

s205：控制机构根据检测机构发送的工作状态信息，判断发动机是否已启动。

s206:如果发动机已启动，发送开门指令至伺服机构。

s207：伺服机构根据开门指令驱动阻风门打开，以使发动机持续正常工作。

s208：控制机构还根据检测机构发送的工作状态信息，判断发动机是否处于长期熄火或存放状态，其中，长期熄火表示发动机已没有正常工作。

s209：如果发动机处于长期熄火或存放状态，发送关门指令至伺服机构，以使伺服机构驱动阻风门关闭，以保护发动机。

如果发动机不是处于长期熄火或存放状态，判断发动机是否在燃烧，如果发动机在燃烧，控制阻风门开启，如果发动机不在燃烧，确定发动机为中途熄火，转到s203，执行s203所述的操作。

通过采用以上方案，发动机长期熄火或存放期间，发动机阻风门处于闭合状态，当伺服机构处于断电或无信号期间，发动机阻风门处于闭合状态，可以保护发动机。当发动机启动时，发动机阻风门先处于闭合状态，运行过程中，传感器检测到发动机能够正常点火，控制器控制伺服机构开启发动机的阻风门，以保证发动机正常运行。发动机运行过程中，控制器控制伺服机构持续控制发动机阻风门一直处于开启状态。发动机正常运行结束后，控制器控制伺服机构将发动机的阻风门闭合，以防止存放过程环境杂质进入化油器内部。

当发动机应用于飞行器(无人机)时，在飞行器飞行过程中，若发动机意外熄火，控制器将控制伺服机构驱动发动机的阻风门闭合，然后控制器在空中进行发动机再次启动操作，当通过传感器检测到发动机能够正常点火，则控制器控制伺服机驱动发动机的阻风门打开，发动机将正常运行。该发动机控制装置及方法适用于飞行器系统中，当飞行器在飞行过程遇到非燃油耗尽情况熄火时，控制器控制发动机重启，启动重启过程首先控制阻风门关闭，待发动机点火爆缸时控制阻风门打开，可有效保证发动机重启成功率。实现了发动机的自动重启，保证了飞行器的正常工作，提高了飞行器的工作效率。

为此，本申请提供的一种无人机发动机控制装置及方法适用于飞行器，针对使用活塞式发动机飞行器，器使用的发动机大都使用化油器式结构，使用期间需手动控制阻风门的开闭来实现发动机启动状态控制，但其在飞行过程经常遇到由供油中断或其他状态造成飞发动机意外熄火，飞行期间无法再次手动控制阻风门开闭，直接控制发动机概率极低。本申请提供了一种无人机发动机控制装置及方法，在地面检查和启动发动机过程可以完全省去手动控制阻风门开闭，并可以准确控制发动机启动时阻风门开启时间，可以避免人为操作时的不精准控制造成的不能启动或“淹缸”，同时可以避免在飞行器上使用时由于操作空间局限造成的不便直接控制的情况。在飞行器飞行过程中，如果遇到非燃油耗尽造成的意外熄火，控制器在控制发动机空中启动时同时执行与地面启动相同的阻风门控制，有效保证每次启动成功。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。