四维度人机感应控制系统的制作方法

1.本实用新型涉及飞行器技术领域，具体涉及一种四维度人机感应控制系统。


背景技术：

2.现有技术中的飞行器，需依赖操纵杆等专用的操纵设备来达到改变飞行器姿态的目的，而增加了操纵系统的硬件设备，会使飞行器自重增加，增加空气阻力。
3.而对于无法解放双手的飞行器，如单兵飞行器，由于驾驶该飞行器飞行时，双手要握持和操控武器系统而无法对飞行器进行操控，导致无法改变飞行器的飞行姿态。
4.因此，目前急需一种能在无法解放双手时，达到改变飞行器飞行姿态的控制系统。


技术实现要素：

5.本实用新型所要解决的技术问题是在双手无法解放时，不能改变飞行器飞行姿态的问题，本实用新型的目的是在于提供一种四维度人机感应控制系统，该系统通过脚掌接触脚踏板，从而产生压力信号，替代了双手产生信号的方式，以达到解放双手的目的。
6.本实用新型通过下述技术方案实现：
7.一种四维度人机感应控制系统，包括飞行器和两个匹配双脚的脚踏板，还包括压力感应装置；
8.所述飞行器的过流孔内设有支撑杆，所述脚踏板和支撑杆侧壁连接并位于飞行器过流孔的上表面，多个所述压力感应装置均设于脚踏板和支撑杆之间；多个压力感应装置均用于感应脚掌压力。
9.相对于现有技术中，由于在无法解放双手，而导致不能改变飞行器飞行姿态的问题，本方案提供了一种四维度人机感应控制系统，采用本方案，能该系统通过脚掌接触脚踏板，从而产生压力信号，替代了双手产生信号的方式，以达到解放双手的目的；具体的，在飞行器上设有两个匹配双脚的脚踏板，供驾驶员双脚踩踏，还包括压力感应装置，在每个脚踏板下表面上均分布有多个压力感应装置，此时压力感应装置便能通过双脚产生压力信号，进而将压力信号传输于控制器，使控制器控制飞行器的姿态，其中控制器以及如何通过压力来进行控制均为现有技术，如平衡车等等根据压力改变方向的装置，只要能实现本方案的发明目的，均在本方案的保护范围之内，此处不再一一赘述。
10.进一步优化，所述压力感应装置包括压力传感器和柔性支撑块，所述柔性支撑块设于脚踏板和支撑杆之间，所述柔性支撑块含有上下端均开口的内腔，所述柔性支撑块通过内腔将压力传感器套设在内，所述压力传感器上端抵住脚踏板用于感知压力；用于优化压力感应装置。
11.进一步优化，还包括固定板，所述固定板设于支撑杆上，所述压力传感器下端抵住固定板；用于对压力传感器进行稳定支撑，实现压力变化的精确测量。
12.进一步优化，所述柔性支撑块上端和脚踏板螺接，所述柔性支撑块下端和固定板螺接；用于实现柔性支撑块的稳定支撑。
13.进一步优化，所述固定板为硬质金属或非金属材料制成的板状结构。
14.进一步优化，沿所述柔性支撑块上端到下端方向，所述柔性支撑块的横截面积逐渐增大；柔性支撑块下大上小的结构，用于实现对脚踏板的稳定支撑。
15.进一步优化，所述柔性支撑块采用橡胶或硅胶等柔性材料制成。
16.进一步优化，所述脚踏板为柔性金属或非金属材料制成的板状结构。
17.进一步优化，所述脚踏板上表面设有防滑纹路；用于防止驾驶员踩滑。
18.本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
19.本实用新型提供一种四维度人机感应控制系统，采用本方案，通过脚掌接触脚踏板，从而产生压力信号，替代了双手产生信号的方式，以达到解放双手的目的；同时飞行器不再依靠操纵杆等专用操纵设备，简化了操纵系统硬件设备，降低重量的同时减小空气阻力；在驾驶者离开和登上飞行器时更加方便、灵活；飞行器外部凸出零件的减少还为其提供更多应用场景。
附图说明
20.此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本技术的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：
21.图1为本实用新型提供的结构示意图；
22.图2为本实用新型提供的脚踏板和支撑杆之间连接的局部示意图；
23.图3为本实用新型提供的压力感应装置连接处的局部示意图a；
24.图4为本实用新型提供的脚踏板的俯视图；
25.图5为本实用新型提供的飞行器改变横滚姿态时的三种姿态示意图，其中图5a为飞行器向左横滚时的示意图，图5b为飞行器不改变横滚姿态时的示意图，图5c为飞行器向右横滚时的示意图；
26.图6为本实用新型提供的飞行器改变航向时的三种姿态示意图，其中图6a为飞行器向左偏转航向时的示意图，图6b为飞行器不改变航向时的示意图，图6c为飞行器向右偏转航向时的示意图；
27.图7为本实用新型提供的飞行器改变飞行高度时的三种姿态示意图，其中图7a为飞行器向下改变飞行高度时的示意图，图7b为飞行器不改变飞行高度时的示意图，图7c为飞行器向上改变飞行高度时的示意图；
28.图8为本实用新型提供的飞行器前进、不改变姿态和后退时的三种姿态示意图；其中图8a为飞行器前进时的示意图，图8b为飞行器不改变姿态时的示意图，图8c为飞行器后退时的示意图。
29.附图中标记及对应的零部件名称：
[0030]1‑
飞行器，2
‑
支撑杆，3
‑
脚踏板，4
‑
压力传感器，5
‑
柔性支撑块，6
‑
固定板，7
‑
压力感应点。
具体实施方式
[0031]
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本
实用新型，并不作为对本实用新型的限定。本实用新型的应用范围包括但不限于本实施例所示飞行器。
[0032]
实施例1
[0033]
本实施例1提供一种四维度人机感应控制系统，如图1
‑
图3所示，包括飞行器1和两个匹配双脚的脚踏板3，还包括压力感应装置；
[0034]
所述飞行器1的过流孔内设有支撑杆2，所述脚踏板3和支撑杆2侧壁连接并位于飞行器1过流孔的上表面，多个所述压力感应装置均设于脚踏板3和支撑杆2之间；多个压力感应装置均用于感应脚掌压力。
[0035]
相对于现有技术中，由于在无法解放双手，而导致不能改变飞行器1飞行姿态的问题，本方案提供了一种四维度人机感应控制系统，采用本方案，该系统通过脚掌接触脚踏板3，从而产生压力信号，替代了双手产生信号的方式，以达到解放双手的目的；具体的，在飞行器1上设有两个匹配双脚的脚踏板3，供驾驶员双脚踩踏，在飞行器1的过流孔内设有支撑杆2，其中支撑杆2优选为两根相互平行的支撑杆2，其端部固定连接在过流孔的侧壁，脚踏板3通过多个压力感应装置安装在支撑杆2的侧壁上，为便于稳定支撑，支撑杆2的支撑面可为平面状或其它形状，需根据现场实际情况而定；还包括压力感应装置，在每个脚踏板3下表面上均分布有多个压力感应装置，多个压力感应装置能对脚踏板3上不同的点位压力进行检测，随着驾驶员脚掌的踩踏，以及踩踏方位和重心的改变，多个压力感应装置之间的压力数值不同，还包括控制器，而控制器可接受多个压力感应装置的压力信号，其中控制器为现有装置，如平衡车等根据压力改变方向的装置，此处不再一一赘述，其可为一部微型计算机，计算机依据软件程式进行运算处理，根据多个压力感应装置的压力差，得到部分压力较大的压力感应装置，此时便能分析出压力较大的压力感应装置所代表的飞行姿态，以此得出驾驶者对飞行器1的操纵意图，调制成飞行器1的操控信号实现飞行器1的姿态控制。
[0036]
本实施例中，所述压力感应装置包括压力传感器4和柔性支撑块5，所述柔性支撑块5设于脚踏板3和支撑杆2之间，所述柔性支撑块5含有上下端均开口的内腔，所述柔性支撑块5通过内腔将压力传感器4套设在内，所述压力传感器4上端抵住脚踏板3用于感知压力；为优化压力感应装置，本方案，压力感应装置包括压力传感器4和柔性支撑块5，其中柔性支撑块5由可变形的柔性材料制成，可为圆柱状或方柱状，其内部含有上下端开口的空腔，压力传感器4置于空腔内，柔性支撑块5能将压力传感器4包裹在内，防止压力传感器4偏移，压力传感器4的上端能抵住脚踏板3，下端抵住支撑杆2，用于感知脚掌压力分布和变化，为控制器提供脚踏板3压力分布和变化数据。
[0037]
本实施例中，还包括固定板6，所述固定板6设于支撑杆2上，所述压力传感器4下端抵住固定板6；用于对压力传感器4进行稳定支撑，实现压力变化的精确测量。
[0038]
本实施例中，所述柔性支撑块5上端和脚踏板3螺接，所述柔性支撑块5下端和固定板6螺接；用于实现柔性支撑块5的稳定支撑。
[0039]
本实施例中，所述固定板6为硬质金属或非金属材料制成的板状结构。
[0040]
本实施例中，沿所述柔性支撑块5上端到下端方向，所述柔性支撑块5的横截面积逐渐增大；柔性支撑块5下大上小的结构，用于实现对脚踏板3的稳定支撑。
[0041]
本实施例中，所述柔性支撑块5采用橡胶或硅胶制成；还可采用其它形式的柔性材料。
[0042]
本实施例中，所述脚踏板3为柔性金属或非金属材料制成的板状结构；其中采用柔性材料时，柔性不宜过大，可使用半柔性金属，具有一定的形变能力；其中脚踏板3是采用具有一定柔性的金属材料，而柔性支撑块5为使压力感应装置正常工作，其尽量不采用金属材料。
[0043]
本实施例中，所述脚踏板3上表面设有防滑纹路；用于防止驾驶员踩滑。
[0044]
实施例2
[0045]
本实施例2在实施例1的基础上进一步优化，如图4
‑
图8所示，提供了一种具体实施方式。
[0046]
本实施例在脚踏板3底部分布有6个压力感应装置，其压力感应装置对应在脚踏板3上有6个压力感应点7，如图4所示，图4a代表左踏板，图4b代表右踏板，左踏板上的6个压力感应点7分别为pl1、pl2、pl3、pl4、pl5和pl6，右踏板上的6个压力感应点7分别为pr1、pr2、pr3、pr4、pr5和pr6，其中控制器能接受每个压力感应装置的压力信号，并根据压力值，做出相应的姿态控制，具体控制方式为：
[0047]
本实施例中，如图5a所示，当左踏板上的pl1、pl2和pl3处的压力较大时（大于pl4、pl5和pl6处的压力），且右踏板上的pr1、pr2和pr3处的压力较大时（大于pr4、pr5和pr6处的压力），控制器控制飞行器1向左横滚；
[0048]
本实施例中，如图5b所示，当左踏板和右踏板上各点的压力值相同时，飞行器1姿态不发生变化；
[0049]
本实施例中，如图5c所示，当左踏板上的pl4、pl5和pl6处的压力较大时（大于pl1、pl2和pl3处的压力），且右踏板上的pr4、pr5和pr6处的压力较大时（大于pr1、pr2和pr3处的压力），控制器控制飞行器1向右横滚。
[0050]
本实施例中，如图6a所示，当左踏板上的pl3处压力较大时，且右踏板上的pr1处压力较大时，控制器控制飞行器1向左偏转航向；
[0051]
本实施例中，如图6b所示，当左踏板和右踏板上各点的压力值相同时，飞行器1姿态不发生变化；
[0052]
本实施例中，如图6c所示，当左踏板上的pl4处压力较大时（大于左踏板其余各点压力），且右踏板上的pr6处压力较大时（大于右踏板其余各点压力），控制器控制飞行器1向右偏转航向。
[0053]
本实施例中，如图7a所示，当左踏板上的pl4、pl5和pl6处的压力较大时（大于pl1、pl2和pl3处的压力），且右踏板上的pr1、pr2和pr3处的压力较大时（大于pr4、pr5和pr6处的压力），控制器控制飞行器1向下改变飞行器1的高度；
[0054]
本实施例中，如图7b所示，当左踏板和右踏板上各点的压力值相同时，飞行器1姿态不发生变化；
[0055]
本实施例中，如图7c所示，当左踏板上的pl1、pl2和pl3处的压力较大时（大于pl4、pl5和pl6处的压力），且右踏板上的pr4、pr5和pr6处的压力较大时（大于pr1、pr2和pr3处的压力），控制器控制飞行器1向上改变飞行器1的高度。
[0056]
本实施例中，如图8a所示，当左踏板上的pl1、pl2、pl4和pl5处的压力较大时（大于pl3和pl6处的压力），且右踏板上的pr1、pr2、pr4和pr5处的压力较大时（大于pr3和pr6处的压力），控制器控制飞行器1向前飞行；
[0057]
本实施例中，如图8b所示，当左踏板和右踏板上各点的压力值相同时，飞行器1姿态不发生变化；
[0058]
本实施例中，如图8c所示，当左踏板上的pl2、pl3、pl5和pl6处的压力较大时（大于pl1和pl4处的压力），且右踏板上的pr2、pr3、pr5和pr6处的压力较大时（大于pr1和pr4处的压力），控制器控制飞行器1向后飞行。
[0059]
当然，以上的控制方式仅仅为飞行器1的姿态控制的基础控制模式，而在正常飞行过程中，还存在多种姿态相结合的控制方式进行飞行，此处不在一一列举，而上述所述的6个压力感应装置，也并不局限于6个，还可以是12个、18个等等，只要能实现本方案的发明目的，均在本方案的保护范围之内。
[0060]
以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。