大气数据采集结构及飞行器

1.本实用新型涉及飞行器技术领域，尤其涉及一种大气数据采集机构及飞行器。

背景技术：

2.大气数据系统作为重要的机载设备，用于测量、计算并指示空速、飞行速度、气压高度等飞行参数，空速管是大气数据系统中重要的传感器，并测量飞行器飞行时的大气总压和静压，通过计算得到飞行所需的飞行速度、升降速度和大气压力等数据；相关技术中，为增大空速管的测量范围，采用多孔全向的空速管或者带旋转测量面的空速管来增大空速管的测量范围，但多孔全向空速管的价格昂贵且标定较为复杂，使用较为不便，带旋转测量面的空速管结构和体积较大，不利于安装。

技术实现要素：

3.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种大气数据采集结构，空速管具有较大的测量范围，且结构简单、便于安装。
4.本实用新型还提出一种具有上述大气数据采集结构的飞行器。
5.根据本实用新型的第一方面实施例的大气数据采集结构，包括：
6.空速管；
7.旋转支架，所述空速管固定于所述旋转支架；
8.驱动元件，所述旋转支架连接于所述驱动元件的输出端，所述驱动元件用于带动所述旋转支架在竖直平面内朝向水平方向转动；
9.采集器，与所述空速管通讯连接。
10.根据本实用新型实施例的大气数据采集结构，至少具有如下有益效果：
11.本实用新型实施例中提供的大气数据采集结构，设置驱动元件驱动旋转支架转动，使旋转支架带动空速管在相应范围内转动，增大了空速管的探测范围，能够快速计算飞行器的飞行攻角，便于标定，整体结构较为简单，安装便利度高。
12.根据本实用新型的一些实施例，所述旋转支架包括支撑部与两个连接部，两个所述连接部分别连接于所述支撑部的两端，两个所述连接部分设于所述驱动元件的两侧，并与所述驱动元件的输出端连接，所述空速管固定于所述支撑部。
13.根据本实用新型的一些实施例，所述旋转支架包括固定部，所述固定部的内部具有安装槽，所述固定部连接于所述支撑部，以将所述空速管箍紧于所述安装槽内。
14.根据本实用新型的一些实施例，所述旋转支架架设于所述驱动元件，所述支撑部能够覆盖所述驱动元件相邻的两侧。
15.根据本实用新型的一些实施例，所述旋转支架与所述采集器分别设置于所述驱动元件的两端，所述采集器与所述驱动元件间隔分布。
16.根据本实用新型的一些实施例，所述大气数据采集结构还包括基座，所述驱动元件与所述采集器间隔分布并固定于所述基座。
17.根据本实用新型的一些实施例，所述大气数据采集结构还包括数据传输线，所述数据传输线的两端分别与所述采集器、所述空速管电性连接。
18.根据本实用新型的第二方面实施例的飞行器，包括：
19.第一方面实施例的大气数据采集结构；
20.机壳，所述大气数据采集结构容置于所述机壳的内部，部分所述空速管伸出至所述机壳的外部。
21.根据本实用新型的一些实施例，所述机壳的前端设有旋转槽，所述空速管插设于所述旋转槽内，并露出至所述机壳的外部，所述旋转槽沿所述空速管的转动方向延伸。
22.根据本实用新型的一些实施例，所述飞行器还包括柔性幕，所述柔性幕封堵所述旋转槽，所述空速管插设于所述柔性幕内。
23.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
24.下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明，其中：
25.图1为本实用新型大气数据采集结构一个实施例的结构示意图；
26.图2为空速管检测角度范围的示意图；
27.图3为图1示出的旋转支架的结构示意图；
28.图4为本实用新型飞行器一个实施例的结构示意图；
29.图5为图4示出的飞行器的半剖示意图；
30.图6为飞行器一个飞行姿态的示意图；
31.图7为飞行器另一飞行姿态的示意图；
32.图8为飞行器另一飞行姿态的示意图。
33.附图标记：
34.空速管100；旋转支架200，支撑部210，连接部220，固定部230，安装槽231，安装支脚232；驱动元件300，采集器400；数据传输线500；基座600；固定架700；机壳800，旋转槽810，柔性幕900。
具体实施方式
35.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
36.在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
37.在本实用新型的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、
第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
38.本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。
39.本实用新型的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
40.本实用新型的实施例中提供了一种大气数据采集结构，用于采集飞行器飞行过程中的大气数据，并具有较大的检测范围。如图1所示，大气数据采集结构包括空速管100、旋转支架200、驱动元件300与采集器400，空速管100与采集器400通讯连接，空速管100检测飞行器飞行时来流的总压和静压，并将所测得的大气数据传递至采集器400记录，上述通讯连接不限于通线缆、wifi、红外、蓝牙等连接方式，以实现空速管100与采集器400之间的数据传递。
41.本实施例中，空速管100固定于旋转支架200，旋转支架200连接于驱动元件300的输出端，驱动元件300带动旋转支架200在竖直平面内朝向水平方向转动，以使空速管100通过转动能够覆盖较大的测量范围，并始终能够检测飞行器来流(水平方向)的大气数据；如图2所示，空速管100自身的测量角度范围为
±
a，通过控制空速管100进行旋转，使空速管100可跟随旋转支架200在
±
b的角度范围内转动，因此空速管100的测量角度范围为
±
(b+a)，从而有效增大了空速管100的测量范围。另外，将飞行器的计算攻角记为c，a为实际攻角，b为旋转支架200的旋转角，c＝a
±
b，因此，飞行器的计算攻角可通过空速管100测得的实际攻角与旋转支架200的旋转角计算得到，运算简单，实现了大角度的大气数据探测。需要说明的是，驱动元件300和空速管100均与采集器400连接，以使采集器400可以同时获取旋转支架200的旋转角b以及空速管100的测得的实际攻角a，以进一步得到飞行器的计算攻角c，供大气数据计算机进一步运算飞行参数，或者显示于飞行仪表中。
42.由此，本实用新型实施例中提供的大气数据采集结构，设置驱动元件300驱动旋转支架200转动，使旋转支架200带动空速管100在相应范围内转动，增大了空速管100的探测范围，能够快速计算飞行器的飞行攻角，便于标定，整体结构较为简单，安装便利度高。
43.需要说明的是，空速管100可以选择多孔空速管，如五孔空速管等，五孔空速管的结构简单，使用方便，测量范围为
±
45
°
，通过旋转支架200带动其旋转，可以有效增大空速管100的测量范围，能够满足飞行器在不同飞行姿态下数据的收集。驱动元件300可以选择电机、马达、旋转气缸等旋转驱动件，驱动元件300能够输出旋转动力，并通过旋转支架200将动力传递至空速管100，使空速管100在飞行器飞行过程中进行转动，以增大空速管100的测量范围，并适配飞行器不同飞行姿态时的探测需求。
44.如图1与图3所示，旋转支架200包括支撑部210与两个连接部220，两个连接部220分别连接于支撑部210的两端，两个连接部220分别位于驱动元件300的两侧，并与驱动元件300的输出端连接，空速管100固定于支撑部210上。支撑部210的两端由两个连接部220进行
支撑，可使支撑部210的两端保持平衡，避免空速管100偏斜，保证空速管100的测量精度；另外，旋转支架200设置为支撑部210与连接部220的组合结构，提高了旋转支架200的结构强度，并且两个连接部220均与驱动元件300连接，两个连接部220共同带动支撑部210转动，使空速管100的转动更为平稳，进一步提高了空速管100在飞行器飞行或者姿态变化时测量的精度。
45.需要说明的是，驱动元件300可以选择为伺服电机，伺服电机的驱动精度高，可根据飞行器当前的飞行姿态驱动旋转支架200转动相应的角度，可提高飞行器计算攻角c的精度，便于飞行器的精确控制。进一步的，为使两个连接部220均与驱动元件300的输出端连接，驱动元件300可选择为双轴角度伺服电机，从而，两个连接部220可以分别连接于驱动元件300两侧的输出轴，并同时向支撑部210传递动力。
46.本实施例中，支撑部210位于两个连接部220的中心处，从而空速管100能够连接于旋转支架200的中心区域并朝向垂直于驱动元件300输出轴转动的方向伸出，以使空速管100能够与大气充分接触。另外，在空速管100的的长度方向上，驱动元件300可以设置于空速管100的一侧，驱动元件300可以选择为单轴伺服电机，驱动元件300输出轴的转动方向同样与空速管100的长度方向垂直，通过旋转支架200连接空速管100与驱动元件300，使空速管100在驱动元件300的输出动力下转动。
47.如图3所示，旋转支架200还包括固定部230，固定部230的内部具有安装槽231，空速管100穿设于安装槽231内，固定部230连接于支撑部210上后，固定部230将空速管100箍紧于安装槽231后，实现空速管100与旋转支架200的连接，并避免空速管100在飞行器的飞行过程中松动，保证空速管100对大气数据的正常探测。
48.具体的，固定部230的中部相对于支撑部210朝远离连接部220的方向突出，以在固定部230内形成安装槽231，固定部230位于支撑部210的中部，固定部230的两端分别朝向连接部220延伸并形成安装支脚232，安装支脚232与支撑部210贴合，通过向安装支脚232与支撑部210锁入螺纹紧固件，可实现固定部230与支撑部210的相互固定。
49.需要说明的是，旋转支架200架设于驱动元件300上，旋转支架200在驱动元件300的驱动下转动时，能够覆盖驱动元件300相邻的两侧，一方面，增加旋转支架200的转动范围，另一方面，连接部220将支撑部210架起，使支撑部210与驱动元件300之间具有间隙，避免旋转支架200转动时与驱动元件300发生干涉。
50.在一个实施例中，旋转支架200连接于驱动元件300的端部，便于驱动元件300对旋转支架200的转动进行避让，以保证旋转支架200可自由转动。进一步的，旋转支架200与采集器400分别设置于驱动元件300的两端，采集器400与驱动元件300间隔分布，旋转支架200与驱动元件300连接；将旋转支架200与采集器400分设于驱动元件300的不同侧，能够为空速管100提供较大的转动空间，并且空速管100与驱动元件300可同向连接线缆，便于空速管100与驱动元件300同时与采集器400通讯连接。
51.大气数据采集结构还包括数据传输线500，数据传输线500的两端分别与采集器400、空速管100电性连接，实现空速管100与采集器400之间的数据、信号传递；进一步的，驱动元件300与采集器400之间同样可通过数据传输线500连接。数据传输线500应具有一定柔性，防止空速管100与采集器400之间，或者驱动元件300与采集器400之间拖拽、拉扯，保证数据传输线500与采集器400、空速管100、驱动元件300稳定连接；数据传输线500的外皮可
选用橡胶、硅胶材质。
52.大气数据采集结构还包括基座600，驱动元件300与采集器400间隔分布并固定于基座600，从而，驱动元件300、采集器400与空速管100通过基座600组合形成一整体结构，在向飞行器装配时，将基座600固定于飞行器后，即可实现大气数据采集结构整体的固定，大气数据采集结构内的各部件可作为一个组件整体进行安装，无需在安装时逐个向飞行器内进行组装，安装便利度高。
53.需要说明的是，大气数据采集结构还包括用于对采集器400进行固定的固定架700，固定架700架设于基座600上，固定架700与基座600之间形成固定腔，采集器400穿设于固定腔内，固定架700安装于基座600后，将采集器400固定于固定腔内。
54.如图4与图5所示，本实用新型的实施例中还提供了一种飞行器，包括上述的大气数据采集结构，还包括机壳800，大气数据采集结构容置于机壳800的内部，部分的空速管100伸出至机壳800的外部，对飞行器飞行时大气数据进行探测。
55.需要说明的是，飞行器飞行时，升力由机身上下表面产生的压差产生，因此，稳定、准确的空气数据，对于飞行器飞行过程中不同姿态的转换以及平稳飞行非常重要。飞行器起飞、爬升、平飞时在竖直平面内的姿态发生变化，图6至图8分别示出了飞行器在不同飞行阶段的姿态，图6为飞行器起飞时的飞行姿态，此时机头朝向上方，图7为飞行器爬升时的飞行姿态，此时机头朝向斜上方，图8为飞行器平飞时的飞行姿态，飞行器在超大攻角的情况下飞行，此时机头朝向前方；另外，为保证空速管100可以对飞行器前方的来流进行精确测量，在飞行器以不同姿态飞行时，空速管100均应保持在水平状态，而传统的空速管100会跟随飞行器飞行姿态的改变而发生偏转，导致空速管100所测量的范围无法覆盖水平方向的来流，影响测量精度；如图6至图8所示，本实施例中，通过设置驱动元件300驱动空速管100在竖直平面内朝向水平方向转动，扩大了空速管100的测量范围，使空速管100在飞行器的不同飞行姿态下均能保持水平姿态，对水平方向的来流进行测量，保证测量精度。
56.具体的，飞行器的飞行姿态发生改变或者遭遇较大颠簸时，其攻角会产生相应变化，容易出现飞行器的偏角超出空速管100测量范围的情况，因此，飞行器飞行时，可通过飞行器内的感应元件获得飞行器当前的姿态是否处于空速管100的测量范围内，若处于空速管100的测量范围内，则通过实际攻角计算、收集计算攻角，然后根据所测得的结果控制飞行器进行下一步骤的飞行；若当前姿态不属于空速管100的测量范围内，则驱动元件300驱动空速管100转动，调整空速管100的角度，使空速管100进入测量范围，并进行检测，然后再根据所测得的数据计算攻角，并控制飞行器进行下一步骤的飞行。
57.如图5所示，大气数据采集结构设置于机壳800内部，基座600固定于机壳800的内壁。如图6所示，机壳800的前端设有旋转槽810，空速管100插设于旋转槽810内，旋转槽810沿空速管100的转动方向延伸，空速管100转动时，在旋转槽810内移动，旋转槽810的两端的槽壁限定空速管100的极限位置，空速管100的转动角度分布旋转槽810所覆盖的范围内。
58.需要说明的是，飞行器还包括柔性幕900，柔性幕900封堵旋转槽810，空速管100插设于柔性幕900内，柔性幕900设置有供空速管100穿过的通孔，通孔的内壁与空速管100的外壁连接，柔性幕900的边缘与旋转槽810内部的槽壁连接；空速管100转动时带动柔性幕900在旋转槽810内伸展或收缩，一方面，空速管100可通过转动扩大探测范围，另一方面，柔性幕900持续保持对旋转槽810的封闭状态，避免飞行器飞行时，气流进入机壳800内部，对
内部元件造成冲击。
59.上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

技术特征：

1.大气数据采集结构，其特征在于，包括：空速管；旋转支架，所述空速管固定于所述旋转支架；驱动元件，所述旋转支架连接于所述驱动元件的输出端，所述驱动元件用于带动所述旋转支架在竖直平面内朝向水平方向转动；采集器，与所述空速管通讯连接。2.根据权利要求1所述的大气数据采集结构，其特征在于，所述旋转支架包括支撑部与两个连接部，两个所述连接部分别连接于所述支撑部的两端，两个所述连接部分设于所述驱动元件的两侧，并与所述驱动元件的输出端连接，所述空速管固定于所述支撑部。3.根据权利要求2所述的大气数据采集结构，其特征在于，所述旋转支架包括固定部，所述固定部的内部具有安装槽，所述固定部连接于所述支撑部，以将所述空速管箍紧于所述安装槽内。4.根据权利要求2所述的大气数据采集结构，其特征在于，所述旋转支架架设于所述驱动元件，所述支撑部能够覆盖所述驱动元件相邻的两侧。5.根据权利要求1所述的大气数据采集结构，其特征在于，所述旋转支架与所述采集器分别设置于所述驱动元件的两端，所述采集器与所述驱动元件间隔分布。6.根据权利要求1所述的大气数据采集结构，其特征在于，所述大气数据采集结构还包括基座，所述驱动元件与所述采集器间隔分布并固定于所述基座。7.根据权利要求1所述的大气数据采集结构，其特征在于，所述大气数据采集结构还包括数据传输线，所述数据传输线的两端分别与所述采集器、所述空速管电性连接。8.飞行器，其特征在于，包括：权利要求1至7中任一项所述的大气数据采集结构；机壳，所述大气数据采集结构容置于所述机壳的内部，部分所述空速管伸出至所述机壳的外部。9.根据权利要求8所述的飞行器，其特征在于，所述机壳的前端设有旋转槽，所述空速管插设于所述旋转槽内，并露出至所述机壳的外部，所述旋转槽沿所述空速管的转动方向延伸。10.根据权利要求9所述的飞行器，其特征在于，所述飞行器还包括柔性幕，所述柔性幕封堵所述旋转槽，所述空速管插设于所述柔性幕内。

技术总结

本实用新型公开了一种大气数据采集结构及飞行器，大气数据采集结构包括空速管、旋转支架、驱动元件及采集器，空速管固定于旋转支架，旋转支架连接于驱动元件的输出端，驱动元件用于带动旋转支架在竖直平面内朝向水平方向转动，采集器与空速管通讯连接；飞行器包括大气数据采集结构。本实用新型中设置驱动元件驱动旋转支架转动，使旋转支架带动空速管在相应范围内转动，增大了空速管的探测范围，能够快速计算飞行器的飞行攻角，便于标定，整体结构较为简单，安装便利度高。安装便利度高。安装便利度高。