本發(fā)明涉及飛機(jī)黑匣子技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及基于自發(fā)電功能的自動(dòng)返航黑匣子系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

飛機(jī)的黑匣子學(xué)名叫“飛行記錄器”，是飛機(jī)的座艙話音記錄器和飛機(jī)數(shù)據(jù)記錄器，用來(lái)記錄空勤人員的對(duì)話，以及負(fù)責(zé)記錄飛行時(shí)間、速度、高度、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速等數(shù)據(jù)，其記錄了非常重要的數(shù)據(jù)，每當(dāng)飛機(jī)事故發(fā)生時(shí)，搜尋黑匣子便成為極其重要的任務(wù)。黑匣子非常堅(jiān)固，可耐飛機(jī)墜毀時(shí)的猛烈沖擊和高溫烈焰，但現(xiàn)有的黑匣子仍然存在不足，主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：黑匣子的全部數(shù)據(jù)無(wú)法及時(shí)轉(zhuǎn)存到安全地方；黑匣子沒(méi)有無(wú)線電發(fā)送裝置，在陸上墜機(jī)的話，只能靠外殼的明亮顏色和發(fā)光帶來(lái)提醒搜尋人員；黑匣子落入海中，由水下信標(biāo)發(fā)出的聲波信號(hào)只能由聲吶在水中進(jìn)行探測(cè)，海底打撈困難極大，且黑匣子的電池只夠維持30天左右。因此，常常會(huì)出現(xiàn)飛機(jī)失事后無(wú)法搜尋到黑匣子的情況。鑒于此，本發(fā)明提供了一種新的方法來(lái)解決上述問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的技術(shù)問(wèn)題：提供了基于自發(fā)電功能的自動(dòng)返航黑匣子系統(tǒng)，替代了原有的搜尋黑匣子的方式，通過(guò)內(nèi)置獨(dú)立發(fā)電裝置實(shí)現(xiàn)供電，利用飛行系統(tǒng)和返航控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)返航到規(guī)定區(qū)域，技術(shù)成熟，操作智能化，簡(jiǎn)化了人們搜尋黑匣子和獲取黑匣子數(shù)據(jù)的工作量。

本發(fā)明實(shí)現(xiàn)其目的所采用的技術(shù)方案是：

基于自發(fā)電功能的自動(dòng)返航黑匣子系統(tǒng)，包括發(fā)電系統(tǒng)（1）、飛行系統(tǒng)（2）、返航控制系統(tǒng)（3）、太陽(yáng)能電池膜（4）、磁線圈發(fā)電裝置（5）、整流儲(chǔ)能電路（6）、主控電路（7）、旋翼裝置（8）、電機(jī)裝置（9）、控制芯片（10）、gps定位模塊（11）、電子羅盤（12）、氣壓計(jì)（13）、存儲(chǔ)器（14）、電壓控制模塊（15）、障礙識(shí)別模塊（16）、黑匣子數(shù)據(jù)模塊（17）、彈射裝置（18）、氣囊（19）、黑匣子殼體（20）。所述的發(fā)電系統(tǒng)（1）包括太陽(yáng)能電池膜（4）、磁線圈發(fā)電裝置（5）、整流儲(chǔ)能電路（6）、主控電路（7）、電壓控制模塊（15）。所述的飛行系統(tǒng)（2）包括旋翼裝置（8）、電機(jī)裝置（9）、控制芯片（10）。所述的返航控制系統(tǒng)（3）包括gps定位模塊（11）、電子羅盤（12）、氣壓計(jì)（13）、存儲(chǔ)器（14）。

所述的太陽(yáng)能電池膜（4）緊貼在黑匣子殼體（20）外表面，用于利用太陽(yáng)能發(fā)電；所述的磁線圈發(fā)電裝置（5）設(shè)置于黑匣子殼體（20）內(nèi)部并與黑匣子殼體（20）固定連接，在落入海中時(shí)利用黑匣子殼體（20）的晃動(dòng)實(shí)現(xiàn)切割磁感線發(fā)電功能；所述的太陽(yáng)能電池膜（4）與磁線圈發(fā)電裝置（5）均與整流儲(chǔ)能電路（6）連接，將產(chǎn)生的不穩(wěn)定電流進(jìn)行有效存儲(chǔ)；所述的整流儲(chǔ)能電路（6）與主控電路（7）連接，發(fā)電系統(tǒng)（1）通過(guò)主控電路（7）為飛行系統(tǒng)（2）、返航控制系統(tǒng)（3）、障礙識(shí)別模塊（16）提供電力支持；

所述的電壓控制模塊（15）分別與整流儲(chǔ)能電路（6）和控制芯片（10）連接，用于檢測(cè)電量并將電量信息反饋至控制芯片（10），以控制黑匣子的起飛與降落；所述的障礙識(shí)別模塊（16）設(shè)置在黑匣子殼體（20）的四周和底部，并與主控電路（7）和控制芯片（10）連接，通過(guò)向外發(fā)射超聲波和檢測(cè)反射的超聲波來(lái)識(shí)別飛行方向和降落下方的障礙物，并將信息反饋至控制芯片（10）；

所述的控制芯片（10）分別與所述的gps定位模塊（11）、電子羅盤（12）、氣壓計(jì)（13）和存儲(chǔ)器（14）連接；所述的控制芯片（10）、電機(jī)裝置（9）、旋翼裝置（8）依次連接；所述的控制芯片（10）在接收到gps定位模塊（11）生成的坐標(biāo)信息、電子羅盤（12）生成的方向識(shí)別信息以及氣壓計(jì)（13）生成的高度信息后，根據(jù)實(shí)時(shí)反饋的信息與所述存儲(chǔ)器（14）中保存的初始坐標(biāo)信息進(jìn)行比較處理后，生成控制指令控制所述的電機(jī)裝置（9），以驅(qū)動(dòng)旋翼裝置（8）按控制指令的方向飛行。

所述的黑匣子數(shù)據(jù)模塊（17）存儲(chǔ)有飛行記錄儀和話音記錄儀的信息；所述的彈射裝置（18）位于黑匣子殼體（20）下方，在出現(xiàn)異常狀況時(shí)啟動(dòng)，將黑匣子殼體（20）彈射出飛機(jī)；

所述的gps定位模塊（11）用于檢測(cè)黑匣子的位置坐標(biāo)并生成坐標(biāo)信息；所述的電子羅盤（12）用于識(shí)別黑匣子的飛行方向并生成方向識(shí)別信息；所述的氣壓計(jì)（13）用于檢測(cè)黑匣子的高度氣壓情況并生成高度信息；所述的存儲(chǔ)器（14）用于存儲(chǔ)返航目的地的位置坐標(biāo)信息；所述的氣囊（19）設(shè)置在黑匣子殼體（20）上，且氣囊（19）位置的設(shè)置要滿足在黑匣子落水漂浮在水面時(shí)，旋翼裝置（8）浮出水面以上。

本發(fā)明基于自發(fā)電功能的自動(dòng)返航黑匣子系統(tǒng)的總體思路是：黑匣子殼體（20）有發(fā)電系統(tǒng)（1）、飛行系統(tǒng)（2）、返航控制系統(tǒng)（3）、障礙識(shí)別模塊（16）、黑匣子數(shù)據(jù)模塊（17）、氣囊（19），當(dāng)飛機(jī)出現(xiàn)異常情況時(shí)，啟動(dòng)彈射裝置（18）將黑匣子殼體（20）與飛機(jī)分離，黑匣子的飛行系統(tǒng)（2）和返航控制系統(tǒng)（3）啟動(dòng)，由于返航控制系統(tǒng)（3）可實(shí)時(shí)定位并形成返航路線，在控制指令下黑匣子朝著規(guī)定方向飛行，障礙識(shí)別模塊（16）通過(guò)向前進(jìn)方向發(fā)射和接收超聲波來(lái)識(shí)別障礙，并將識(shí)別信息反饋至控制芯片（10），進(jìn)而控制黑匣子避開障礙物，確保飛行順利。當(dāng)電壓控制模塊（15）檢測(cè)到低電量信息時(shí)，將電量不足的信息反饋至控制芯片（10），以控制飛行系統(tǒng)（2）改變飛行模式為降落，障礙識(shí)別模塊（16）通過(guò)向下方發(fā)射和接收超聲波信息以尋找合適的降落點(diǎn)，如降落至地面，則依靠黑匣子外表的太陽(yáng)能電池膜（4）進(jìn)行發(fā)電，如降落至海面，由于黑匣子殼體（20）包裹有氣囊（19），黑匣子可漂浮于海面，一方面依靠外部太陽(yáng)能電池膜（4）發(fā)電，另一方面依靠在海面上的晃動(dòng)促使內(nèi)部磁線圈發(fā)電裝置（5）不斷切割磁感線來(lái)發(fā)電。當(dāng)電壓控制模塊（15）檢測(cè)到電量充足時(shí)，則再次啟動(dòng)飛行系統(tǒng)（2）和返航控制系統(tǒng)（3），進(jìn)入返航飛行模式。通過(guò)此種自充電模式和飛行模式的交替進(jìn)行，以確保黑匣子能不斷朝著目的地返航飛行，最終成功獲取黑匣子數(shù)據(jù)模塊（17）中的重要信息。本發(fā)明中，以上所涉及到的發(fā)電系統(tǒng)、飛行系統(tǒng)、返航控制系統(tǒng)等各種模塊和裝置，均可以采用現(xiàn)有的技術(shù)實(shí)現(xiàn)。

本發(fā)明具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果：

1、本發(fā)明基于自發(fā)電功能的自動(dòng)返航黑匣子系統(tǒng)提供獨(dú)立電源，結(jié)合太陽(yáng)能發(fā)電和切割磁感線發(fā)電兩種供電模式，構(gòu)造簡(jiǎn)單，成本低廉，在海面和地面均可發(fā)電，適應(yīng)性強(qiáng)；

2、本發(fā)明設(shè)計(jì)巧妙，結(jié)合了先進(jìn)的傳感技術(shù)、定位技術(shù)、飛行技術(shù)等多種技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了黑匣子能夠?qū)崟r(shí)定位和形成返航路線的功能，并能在飛行過(guò)程中避開障礙物，確保飛行的順利；

3、本發(fā)明改變?cè)械闹鲃?dòng)搜尋黑匣子的方式，采用了黑匣子自主尋回返航至目的地的方式，方法新穎，理念先進(jìn)，可行性強(qiáng)。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明：

圖1是本發(fā)明基于自發(fā)電功能的自動(dòng)返航黑匣子系統(tǒng)的外觀示意圖。

圖2是本發(fā)明基于自發(fā)電功能的自動(dòng)返航黑匣子系統(tǒng)的主要部分關(guān)系示意圖。

圖3是本發(fā)明基于自發(fā)電功能的自動(dòng)返航黑匣子系統(tǒng)的各部分關(guān)系示意圖。

圖中：1—發(fā)電系統(tǒng)，2—飛行系統(tǒng)，3—返航控制系統(tǒng)，4—太陽(yáng)能電池膜，5—磁線圈發(fā)電裝置，6—整流儲(chǔ)能電路，7—主控電路，8—旋翼裝置，9—電機(jī)裝置，10—控制芯片，11—gps定位模塊，12—電子羅盤，13—?dú)鈮河?jì)，14—存儲(chǔ)器，15—電壓控制模塊，16—障礙識(shí)別模塊，17—黑匣子數(shù)據(jù)模塊，18—彈射裝置，19—?dú)饽遥?0—黑匣子殼體。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。

如圖1至圖3所示?；谧园l(fā)電功能的自動(dòng)返航黑匣子系統(tǒng)，包括發(fā)電系統(tǒng)（1）、飛行系統(tǒng)（2）、返航控制系統(tǒng)（3）、太陽(yáng)能電池膜（4）、磁線圈發(fā)電裝置（5）、整流儲(chǔ)能電路（6）、主控電路（7）、旋翼裝置（8）、電機(jī)裝置（9）、控制芯片（10）、gps定位模塊（11）、電子羅盤（12）、氣壓計(jì)（13）、存儲(chǔ)器（14）、電壓控制模塊（15）、障礙識(shí)別模塊（16）、黑匣子數(shù)據(jù)模塊（17）、彈射裝置（18）、氣囊（19）、黑匣子殼體（20）。所述的發(fā)電系統(tǒng)（1）包括太陽(yáng)能電池膜（4）、磁線圈發(fā)電裝置（5）、整流儲(chǔ)能電路（6）、主控電路（7）、電壓控制模塊（15）。所述的飛行系統(tǒng)（2）包括旋翼裝置（8）、電機(jī)裝置（9）、控制芯片（10）。所述的返航控制系統(tǒng)（3）包括gps定位模塊（11）、電子羅盤（12）、氣壓計(jì)（13）、存儲(chǔ)器（14）。

如圖1所示，所述的太陽(yáng)能電池膜（4）緊貼在黑匣子殼體（20）外表面，用于利用太陽(yáng)能發(fā)電；所述的氣囊（19）靠近旋翼裝置（8）并將黑匣子殼體（20）局部包裹，確保在黑匣子落水漂浮在水面時(shí)，旋翼裝置（8）浮出水面以上；所述的障礙識(shí)別模塊（16）設(shè)置在黑匣子殼體（20）的四周和底部，并與主控電路（7）和控制芯片（10）連接，通過(guò)向外發(fā)射超聲波和檢測(cè)反射的超聲波來(lái)識(shí)別飛行方向和降落下方的障礙物，并將信息反饋至控制芯片（10），進(jìn)而形成指令控制黑匣子的飛行狀態(tài)，以躲避飛行前方的障礙物，或者尋找合適的降落區(qū)域；

如圖2所示，所述的發(fā)電系統(tǒng)（1）通過(guò)主控電路（7）為飛行系統(tǒng)（2）、返航控制系統(tǒng)（3）、障礙識(shí)別模塊（16）提供電力支持；所述的彈射裝置（18）位于黑匣子殼體（20）下方，在出現(xiàn)異常狀況時(shí)啟動(dòng)，將黑匣子殼體（20）彈射出飛機(jī)；

如圖3所示，所述的磁線圈發(fā)電裝置（5）設(shè)置于黑匣子殼體（20）內(nèi)部并與黑匣子殼體（20）固定連接，在落入海中時(shí)利用黑匣子殼體（20）的晃動(dòng)實(shí)現(xiàn)切割磁感線發(fā)電功能；所述的太陽(yáng)能電池膜（4）與磁線圈發(fā)電裝置（5）均與整流儲(chǔ)能電路（6）連接，將產(chǎn)生的不穩(wěn)定電流進(jìn)行有效存儲(chǔ)；所述的電壓控制模塊（15）分別與整流儲(chǔ)能電路（6）和控制芯片（10）連接，用于檢測(cè)電量并將電量信息反饋至控制芯片（10），以控制黑匣子的起飛與降落；所述的黑匣子數(shù)據(jù)模塊（17）存儲(chǔ)有飛行記錄儀和話音記錄儀的信息；所述的gps定位模塊（11）用于檢測(cè)黑匣子的位置坐標(biāo)并生成坐標(biāo)信息；所述的電子羅盤（12）用于識(shí)別黑匣子的飛行方向并生成方向識(shí)別信息；所述的氣壓計(jì)（13）用于檢測(cè)黑匣子的高度氣壓情況并生成高度信息；所述的存儲(chǔ)器（14）用于存儲(chǔ)返航目的地的位置坐標(biāo)信息；所述的控制芯片（10）分別與所述的gps定位模塊（11）、電子羅盤（12）、氣壓計(jì)（13）和存儲(chǔ)器（14）連接，所述的控制芯片（10）在接收到gps定位模塊（11）生成的坐標(biāo)信息、電子羅盤（12）生成的方向識(shí)別信息以及氣壓計(jì)（13）生成的高度信息后，根據(jù)實(shí)時(shí)反饋的信息與所述存儲(chǔ)器（14）中保存的初始坐標(biāo)信息進(jìn)行比較處理后，生成控制指令控制所述的電機(jī)裝置（9），以驅(qū)動(dòng)旋翼裝置（8）按控制指令的方向飛行。

本發(fā)明基于自發(fā)電功能的自動(dòng)返航黑匣子系統(tǒng)的總體思路是：黑匣子殼體（20）有發(fā)電系統(tǒng)（1）、飛行系統(tǒng)（2）、返航控制系統(tǒng)（3）、障礙識(shí)別模塊（16）、黑匣子數(shù)據(jù)模塊（17）、氣囊（19），當(dāng)飛機(jī)出現(xiàn)異常情況時(shí)，啟動(dòng)彈射裝置（18）將黑匣子殼體（20）與飛機(jī)分離，黑匣子的飛行系統(tǒng)（2）和返航控制系統(tǒng)（3）啟動(dòng)，由于返航控制系統(tǒng)（3）可實(shí)時(shí)定位并形成返航路線，在控制指令下黑匣子朝著規(guī)定方向飛行，障礙識(shí)別模塊（16）通過(guò)向前進(jìn)方向發(fā)射和接收超聲波來(lái)識(shí)別障礙，并將識(shí)別信息反饋至控制芯片（10），進(jìn)而控制黑匣子避開障礙物，確保飛行順利。當(dāng)電壓控制模塊（15）檢測(cè)到低電量信息時(shí)，將電量不足的信息反饋至控制芯片（10），以控制飛行系統(tǒng)（2）改變飛行模式為降落，障礙識(shí)別模塊（16）通過(guò)向下方發(fā)射和接收超聲波信息以尋找合適的降落點(diǎn)，如降落至地面，則依靠黑匣子外表的太陽(yáng)能電池膜（4）進(jìn)行發(fā)電，如降落至海面，由于黑匣子殼體（20）包裹有氣囊（19），黑匣子可漂浮于海面，一方面依靠外部太陽(yáng)能電池膜（4）發(fā)電，另一方面依靠在海面上的晃動(dòng)促使內(nèi)部磁線圈發(fā)電裝置（5）不斷切割磁感線來(lái)發(fā)電。當(dāng)電壓控制模塊（15）檢測(cè)到電量充足時(shí)，則再次啟動(dòng)飛行系統(tǒng)（2）和返航控制系統(tǒng)（3），進(jìn)入返航飛行模式。通過(guò)此種自充電模式和飛行模式的交替進(jìn)行，以確保黑匣子能不斷朝著目的地返航飛行，最終成功獲取黑匣子數(shù)據(jù)模塊（17）中的重要信息。本發(fā)明中，以上所涉及到的發(fā)電系統(tǒng)、飛行系統(tǒng)、返航控制系統(tǒng)等各種模塊和裝置，均可以采用現(xiàn)有的技術(shù)實(shí)現(xiàn)。

本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明精神作舉例說(shuō)明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會(huì)偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。