電動自由飛模型飛機的動力時間控制裝置的製作方法
2023-06-11 01:20:36 2
專利名稱：電動自由飛模型飛機的動力時間控制裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種動力自由飛模型飛機的動力裝置，特別是涉及一種動力自由飛模型飛機的動力時間控制裝置。
技術背景目前，市售的電動自由飛模型飛機的電動機的運轉工作時間(以下簡稱「動力時間」都是不可控的，即一旦飛機飛出後，正常情況下，都是要飛到電池電量耗盡以後，飛機才會停止運轉，這就給此類模型飛機帶來幾點不足1.飛機很容易因為電機運行時間過長而丟失。因為一般市售產品的動力時間皆可達到2～3分鐘，連同滑翔時間加起來可以達到3～5分鐘，而事實上，即使在郊區空曠地帶，飛行時間超過一分半鐘便已很難找回(有風天)，在城市小場地便更容易飛丟了。
2.目前人們常用限制充電時間的辦法來防止飛機飛行太久。這是一種限制充電量的手段，而由於充電電流大小同充電用的母電池的新舊程度等各種因素有很大的關係，因而充電量實際很難精確控制，於是充電偏少飛機常會飛不起來，而稍充多了飛機就飛得找不回來。目前市場上的電動自由飛產品基本上都陷入這樣一種困境之中。
3.由於每次飛行都不敢把電充足，充電電壓低，因而飛機的動力通常處於不夠足的狀態，飛行效果不夠理想。
4.由於每次飛行都會把電放光，下一次飛都必須重新充電，充電用的母電池浪費較大。
以上種種原因導致了「電動自由飛」這個類型的航空模型的發展受到極大的制約，難以在更大的範圍內推廣開來，更難實現玩具化。因此，設計一種動力時間控制裝置的設想成為本實用新型的目的所在。
發明內容
本實用新型在考慮動力時間控制裝置的技術方案時，認為方案應該滿足下述幾點1、對電動自由飛的動力時間可以進行預調設定，放飛者可以根據場地大小，風向風速等具體情況設定所需的動力時間，模型飛出後達到預定時間便自動停車轉入滑翔下降狀態，從而有效地防止模型飛機丟失。
2、考慮到玩具化的模型必須力求低成本，該裝置必須能夠適應只用二節鎳鎘(或鎳氫)電池作為電源部分。
3、可將電池充電充足放飛，使飛機的動力處於強有力的狀態而取得更佳的飛行效果。
4、從航模飛機玩具化的實用角度出發，控制電路力求簡單實用，工作可靠。
本實用新型通過如下的具體技術措施來實現其技術方案的一種電動自由飛模型飛機的動力時間控制裝置，其特點在於它是由電源E、電源開關K、時基電容器C、限流電阻R、電位器W、電晶體BG1、晶BG2、繼電器J和電機M等組成，其中(1)電源E，是向本裝置提供動力的，本電路在原理上適用於從2.4伏直到24伏的任何一種電源，但過高的電壓沒有實用意義，可以選用二節鎳鎘或鎳氫電池作為本裝置的電源，電源[E]的正極與電源開關[K]的中心端、電晶體[BG1]的集極、繼電器[J]的線圈和常開觸點相連接，其負極與電容器[C]、電晶體[BG2]的射極、電機[M]的負端相連接；(2)電源開關K，是一個單刀雙刃開關，它的中心端同電源正極相連接，另外二端中的「1」端同電容器C的正極相連接，「2」端同電阻R的一頭相連接；(3)時基電容器C，增減電容器C的容量可以使動力時間按比例成倍增減，但增加太多(飛到二分鐘以上)也沒有實用意義，所以電容器C的容量以不超過470μf為宜，電容器C的正極同電源開關K的「1」端相連接，負極接地(即電源負極)；(4)限流電阻R，可選用任何一種小型電阻，選用的範圍在500Ω-5KΩ之間，電阻R的一端同開關K的「2」端相連接，另一端同電位器W串聯連接，(實驗表明，在2.4伏電源的情況下，這個電阻不用也可以工作，但理論上存在燒壞電晶體的危險性)；(5)電位器W，調節電位器W的阻值大小可以改變電容器C放電電流的大小，從而改變繼電器J從吸合到釋放的時間長短，以達到設定飛機的動力時間長短的目的。電位器W的阻值不宜太大，以小於390KΩ為宜，否則電路將不能工作(在調到高阻值時)，電位器W的中心頭同自身的一個端點相連接，從而組成為一個可變電阻，一端同電阻R相連接，另一端同電晶體BG1的基極相連接；(6)電晶體BG1，為普通的矽NPN電晶體，用來進行電流放大，電晶體的電流放大倍數(hFE)對繼電器從吸合到釋放的時間有很明顯的影響，hFE越大，時間越長，電晶體BG1的電流放大倍數hFE取100±10為宜，它的基極同電位器W的一端相連接，集極同電源E正極相連接，射極同電晶體BG2的基極相連接；(7)電晶體BG2，為一個可承受較大電流的矽NPN型開關管，用來驅動繼電器J，電晶體BG2的電流放大倍數hFE取150～170為宜，它的基極同電晶體BG1的射極相連接，射極接電源E的負極，集極同繼電器J的線圈的一個引出頭相連接；(8)繼電器J，是一個直流電磁式繼電器。，但它的主要優點是觸點電阻很小，因而開關本身的電壓降很小，可以確保原本很低的電源電壓絕大部分都施加到電機上，從而確保飛機有足夠大的動力來進行飛行，同時價格也比較低廉。它通過4個引出腳對外連接，二個線圈引出腳分別同電晶體BG2的集極以及電源E正極相連接，二個常開觸點的引出腳則分別同電源E正極以及電機M正極相連接；(9)電機M，在電路中表示模型飛機的驅動電機，一般選用市售的130電機或131電機，電機M的正端同上述繼電器J的一個常開觸點的引出腳相連接，電機M的負端同電源E負極相連接。
整個控制裝置的電路的工作原理與操作過程是這樣的先把電源開關K打到「1」位置(「待飛」位置)，這時電源E對電容器C充電，此過程在一瞬間內即告完成。
放飛時把K打到「2」處(放飛位置)，這時電容器C上的電荷通過電阻R，電位器W和二個電晶體BG1和BG2放電，二個電晶體BG1和BG2同時導通，繼電器J立即吸合使電機M轉動起來。而電容器C上的電壓也隨著時間的延續而慢慢降低，到了其電壓已不能使二個電晶體BG1和BG2導通之時，繼電器J立即釋放，電機停止運轉。
根據上述基本電路，變更電路中各元器件的參數，合理組合、搭配，可以實現所需的動力時間可調範圍。
本實用新型的積極效果表現在1、以對電動自由飛的動力時間進行預調設定，放飛者可以根據場地大小，風向風速等具體情況設定所需的動力時間，模型飛出後達到預定時間便自動停車轉入滑翔下降狀態，從而有效地防止模型飛機丟失。
2、以將電池充電充足再行放飛，而不必顧慮飛丟，充足的電池可使飛機的動力處於強有力的狀態而取得更佳的飛行效果，並且可以採用較大容量的電池，以便放飛者可以在每次充電放飛之後，再多次起落，玩個痛快。
3、以適應只用二節鎳鎘(或鎳氫)電池作為電源的電動模型飛機上，以滿足發展模型飛機玩具化的低成本要求。
4、航模飛機玩具化的實用角度出發，控制電路簡單實用，工作可靠，所選用的元器件價格低廉，成品不需調試，適合推廣。
圖1本實用新型「電動自由飛模型飛機的動力時間控制裝置」的電路圖圖中所列各圖示標記分別表示如下意義E-----電源；K-----電源開關；C-----時基電容器；R-----限流電阻；W-----電位器；BG1-----電晶體；BG2-----電晶體；J-----繼電器；M-----電機；「1」、「2」------接線端子編號。
具體實施方式
一臺實驗用的「電動自由飛模型飛機的動力時間控制裝置」的樣機，所選用的元器件的規格、型號如下1、電源E二節互相串聯的鎳鎘電池，其標稱電壓為2.4V，(每節1.2V)；2、電源開關K小型撥動開關；3、電容器C220uf電解電容器；4、電阻R小型件820Ω的普通金屬膜電阻；5、電位器W100KΩ的有機實心電位器；6、電晶體BG19016塑封管，電流放大倍數hFE＝70；7、電晶體BG2S8050小型塑封管，電流放大倍數hFE＝156；8、繼電器J低電壓直流電磁式繼電器；9、電機M130電機，將上述諸元器件按連接要求組裝成一臺動力時間控制裝置的樣機，經試驗，動力時間的可調範圍為7.5秒至41秒，應用到模型飛機上，連滑翔時間在內，可飛行60秒以上。
權利要求1.一種電動自由飛模型飛機的動力時間控制裝置，其特徵在於它是由電源[E]、電源開關[K]、時基電容器[C]、限流電阻[R]、電位器[W]、電晶體[BG1]、晶[BG2]、繼電器[J]和電機[M]等組成，其中(1)電源[E]，本電路在原理上適用於從2.4伏直到24伏的任何一種電源，其正極與電源開關[K]的中心端、電晶體[BG1]的集極、繼電器[J]的線圈和常開觸點相連接；其負極與電容器[C]、電晶體[BG2]的射極、電機[M]的負端相連接；(2)電源開關[K]，是一個單刀雙刃開關，它的中心端同電源正極相連接，另外二端中的「1」端同電容器[C]的正極相連接，「2」端同電阻[R]的一頭相連接；(3)時基電容器[C]，電容器[C]的正極同電源開關K的「1」端相連接，電源[E]負極接地；(4)限流電阻[R]，可選用任何一種小型電阻，電阻[R]的一端同開關[K]的「2」端相連接，另一端同電位器[W]串聯連接；(5)電位器[W]，電位器[W]的中心頭同自身的一個端點相連接組成為一個可變電阻，一端同電阻[R]相連接，另一端同電晶體[BG1]的基極相連接；(6)電晶體[BG1]，為普通的矽NPN電晶體，它的基極同電位器[W]的一端相連接，集極同電源[E]正極相連接，射極同電晶體[BG2]的基極相連接；(7)電晶體[BG2]，為一個可承受較大電流的矽NPN型開關管，它的基極同電晶體[BG1]的射極相連接，射極接電源[E]的負極，集極同繼電器[J]的線圈的一個引出頭相連接；(8)繼電器[J]，是一個低壓直流電磁式繼電器。它通過4個引出腳對外連接，二個線圈引出腳分別同電晶體[BG2]的集極以及電源[E]正極相連接，二個常開觸點的引出腳則分別同電源[E]正極以及電機[M]正極相連接；(9)電機[M]，它的正端同上述繼電器[J]的一個常開觸點的引出腳相連接，電機[M]的負端同電源[E]負極相連接。
2.根據權利要求1所述的電動自由飛模型飛機的動力時間控制裝置，其特徵在於所述的基電容器[C]的容量以不超過470uf為宜。
3.根據權利要求1所述的電動自由飛模型飛機的動力時間控制裝置，其特徵在於所述的限流電阻[R]在500Ω-5KΩ之間。
4.根據權利要求1所述的電動自由飛模型飛機的動力時間控制裝置，其特徵在於所述的電位器[W]的阻值以小於390KΩ為宜。
5.根據權利要求1所述的電動自由飛模型飛機的動力時間控制裝置，其特徵在於所述的電晶體[BG2]的最大工作電流必須在600mA以上。
6.根據權利要求1所述的電動自由飛模型飛機的動力時間控制裝置，其特徵在於所述的直流電磁式繼電器[J]，可以在所選用的2.4V～24V中的任一種電源電壓下可靠工作。
專利摘要本實用新型涉及一種電動自由飛模型飛機的動力時間控制裝置，它利用一個簡單、合理的電路，特別是通過電晶體[BG2]來驅動繼電器[J]的吸合和釋放，從而通過其觸點的接通和斷開來實現模型飛機動力的開和關，使模型飛機的動力時間的控制成為可能，而且還可以將電源[E]充電充足，一次充電可以放飛、降落、再放飛多次，不用擔心出現過去的電動自由飛模型飛機的通病即充電足了的要飛丟，充電不足又飛不起來的現象，本實用新型還具有成本低廉、元器件易購、製作容易、適宜推廣的優點，為模型飛機的玩具化打開了光明前景。
文檔編號H03K17/28GK2735659SQ200420021240
公開日2005年10月19日 申請日期2004年3月24日 優先權日2004年3月24日
發明者陸耀華 申請人:陸耀華