控制系统可用于例如从远程位置控制一系统。这样的控制系统可用于向受 控设备发送控制信号以控制该受控设备的一个或多个方面。这样的受控设备可 通过无线或有线连接来控制。示例受控设备可包括飞行器、汽车、轮船的模型， 或用于实现各种功能的其他机构。
发明内容
本公开涉及远程控制一种远程受控设备。远程控制远程受控设备的一个方 面包括，感测控制器的至少一部分的运动量，这个感测基于可运动部件由于重 力相对于控制器该部分的运动。基于可运动部件相对于控制器该部分的运动 量，可生成控制信号，并且该控制信号可以输出到受控设备。可以响应控制信 号来控制该受控设备的操作。
另一个方面包括一种系统，包括具有可运动部件的控制器，该可运动部件 由于重力相对于该控制器的至少一部分而运动，其中可运动部件的运动量可对 应于控制器该部分的运动量。该控制器还可以包括一种设备，适用于电子地感 测该可运动部件的运动并生成和发送对应于该可运动部件的运动的控制信号。 该系统还可包括一种受控设备，具有适用于接收控制信号的接收器和可根据该 控制信号来控制的控制部件。
另一方面包括一种控制装置，具有外壳、耦合到外壳上的第一输入设备、 可用于检测该第一输入设备的运动量并输出对应于该第一输入设备的运动量 的第一信号的第一传感器、由该控制装置的至少一部分的倾斜动作而启动并可 用于生成对应于该控制装置的倾斜量和倾斜方向的第二信号的第二传感器。该 第二传感器可包括线圈和芯子。芯子或线圈之一可以因重力而相对于另一个运 动，并改变线圈的阻抗。该系统还可包括发射器，该发射器被耦合到外壳上并 可用于基于第一和第二信号向受控设备发送控制信号。
各种方面可包括一个或多个下列特征。基于控制信号来控制受控设备的操 作，可以包括控制该受控设备的至少一个驱动设备或者一个或多个操控面。基 于可运动部件因重力而相对于控制器至少一部分的运动来感测控制器该部分 的运动量，可以包括感测控制器该部分的运动方向和运动幅度。基于可运动部 件因重力而相对于控制器至少一部分的运动来感测控制器该部分的运动量，可 以包括与该可运动部件的运动量相对应地改变电感、电阻或电容阻抗之一。基 于可运动部件因重力而相对于控制器至少一部分的运动来感测控制器该部分 的运动量，可以包括与受重力影响的可运动部件的位置相对应地改变调谐电路 的频率、测量调谐电路的频率、将调谐电路的频率转换成与该控制器的运动相 对应的控制信号，并且处理该控制信号。处理控制信号可以包括在定义时间周 期内多次确定该可运动部件相对于控制器该部分的位置，以形成位置数据并对 该位置数据在定义时间周期上取平均。基于可运动部件因重力而相对于控制器 至少一部分的运动来感测控制器该部分的运动量，可以包括相对于第二部件运 动该可运动部件。该可运动部件可以是芯子或线圈之一，并且第二部件可以是 芯子或线圈中的另一个。芯子的一部分可用于穿过线圈的开口并改变芯子的阻 抗。向受控设备输出信号可以包括通过红外、射频或有线传输之一向该受控设 备发送信号。基于可运动部件因重力而相对于控制器至少一部分的运动来感测 控制器该部分的运动量，可以包括光学地确定该可运动部件的运动量。基于可 运动部件因重力而相对于控制器至少一部分的运动来感测控制器该部分的运 动量，可以包括电学感测该可运动部件相对于控制器该部分的枢转或平移运动 之一。
各种方面还可以包括一个或多个下列特征。该可运动部件的运动可以是枢 转的或者线性平移运动之一。该控制部件可以是驱动设备或者操控面中的至少 一种。该设备可用于电学感测该可运动部件的运动方向和运动幅度。控制器设 备可以适用于电学感测与该可运动部件的运动相对应的电感、电阻或电容阻抗 中的一种。可运动部件可形成调谐振荡器电路的一部分，该电路具有可由该可 运动部件的运动来改变的频率。该系统的设备还可是用于检测该调谐振荡器电 路的频率并将调谐振荡器电路的频率转换成控制信号的微控制器。该控制器的 设备可以用于在定义时间周期内多次确定该可运动部件相对于控制器该部分 的位置数据，并对该位置数据在该定义时间周期内取平均。该控制器还可包括 第二元件，该第二元件是线圈或芯子之一。该可运动部件可是该芯子或线圈中 的另一个并可以相对于该第二元件运动。该芯子可用于穿过线圈的开口并改变 线圈的阻抗。控制系统还可以包括红外发射器、RF发射器、或有线连接器之 一用于发送控制信号。控制器的设备可适用于光学感测可运动部件的运动。
此外，各种方面还可包括以下的一个或多个。受控设备的至少一个操控面 的运动或至少一个驱动装置的已改变的旋转速度，可以对应于控制信号来对该 受控设备的运动实施改变。控制器可以包括一个以上的第二传感器，以及每个 第二传感器可以用于产生对应于不同平面上控制装置的倾斜量的第二信号。第 二传感器可以通过感测对应于该控制装置一部分的倾斜量的已改变电感、电阻 或电容阻抗之一，来感测控制装置倾斜量和倾斜的方向。
在以下附图和描述中阐明了本公开的一个或多个实现的细节。依照说明 书、附图和权利要求，其他特征、目标和优点将变得显而易见。

图1A-D是示例的IR控制器。
图2A-D是示例的RF控制器。
图3-6是示例的倾斜传感器。
图7是包括控制器和控制设备的示例控制系统的示意图。
图8和9是图7的控制器和控制设备的示例电路图。
图10是包括控制器和控制设备的另一示例控制系统的示意图。
图11和12是图10的控制器和控制设备的示例电路图。
图13是数据分组协议的示例示意图。
图14是另一种示例受控设备的示意图。
图15是图14的受控设备的示例电路图。
图16是通用建模语言的示意。
图17示出利用电阻或电容阻抗之一的变化来检测控制设备的运动量或运 动方向中至少一个的可枢转传感器。
图18示出检测控制设备的运动量或运动方向中至少一个的可枢转光学传 感器。
图19-21示出利用平移运动来检测控制设备的运动量或运动方向中至少一 个来进行操作的示例传感器。
附录A包括示例程序代码，可用于根据本公开的范围内的一些实现来定 义控制系统的一个或多个操作。
具体实施例
本公开描述了控制远程受控设备，例如飞行器(固定或旋转机翼飞行器)、 汽车、卡车、轮船、机器人的模型，和任何其他类型的远程受控设备。图1A-D 和2A-D示出两个示例控制器10，可用于向受控设备(未示出)远程发送控制 信号。如上所述，受控设备可以是任何可以被远程控制的设备。控制器10可 以包括把手20、基座30、以及按钮或输入设备40。按钮40被示为触发按钮。 然而，按钮40可以放置在控制器10的其它位置。此外，虽然控制器10被示 为只具有单个按钮40，但是该控制器可以包括用于控制其他特征的更多或更少 的输入设备。
图1A-D所示的示例控制器10可用于从基座30的一部分50发射红外(IR) 信号。IR信号由包括在受控设备中的IR接收器来接收。图2A-D所示的示例 控制器10是射频(RF)型控制器并且可用于通过从基座30中伸出的天线60 发送RF信号。所发送的RF信号由受控设备提供的RF接收器来接收。进一步 的实现可通过有线连接从控制器向受控设备发送信号。
用户可以通过如方向箭头70和80所示简单地将控制器10转到一侧或另 一侧来控制受控设备的方向或某些其他方面。因此，当用户沿方向70枢转控 制器10时，如下详细描述，控制器通过方向或者倾斜传感器感测运动，并且 通过IR或RF信号或者有线连接来发送相应信号，该信号由受控设备来接收。 结果，受控设备通过在与方向70相对应的方向上转向来做出响应。类似地， 如果用户沿方向80枢转控制器10，控制器10感测该方向并向受控设备发送相 应信号。受控设备通过在与控制器10沿方向80的运动相关联的方向上转向来 做出响应。此外，倾斜传感器可用于检测倾斜量。因此，控制器10不仅能检 测倾斜方向还能检测倾斜量。结果，不仅可以通过在期望的方向上倾斜控制器 10来限定受控设备的方向，还可以通过控制器10的倾斜量来控制受控设备转 向的速率。虽然描述为通过枢轴转动或倾斜控制器来控制受控设备的方向，由 控制器感测的倾斜动作还可用来控制受控设备的其他方面。因此，在受控设备 方向上的改变对应于控制器运动或倾斜的量。进一步地，在一些情况下，倾斜 传感器生成实际上和倾斜的量成比例的控制信号。
尽管这里参考控制器感测在方向70和80上的运动描述，这里描述的原理 能被用于感测或控制控制器的其他方向。例如，控制器10还可以包括方向传 感器，感测控制器10在方向90和100上的枢转运动。例如沿方向90的枢转 运动可导致受控的飞行器俯冲，以及沿方向100的枢转运动可导致受控飞行器 抬升。此外，控制器10的操作可用于控制受控设备的其他方面，包括固定的 和可运动的设备的方面。因此，控制器10的倾斜量不仅可以用于导致受控设 备执行操作，还可以用于影响操作所发生的强度或速度。此外，控制器可利用 多个本文所述的倾斜传感器来控制受控设备的多个方面。例如，每个倾斜传感 器可检测控制器在不同平面上的倾斜量。其他受控方面可以包括与受控设备相 关联的方向、位置、输出和其他方面。例如，用于控制远程飞行对象的控制器 可包括用于控制远程飞行对象的倾斜的一倾斜传感器，和用于控制远程飞行对 象的倾斜转弯和偏航(可任选)的一倾斜传感器。这一控制器可以包括控制远 程对象的其他方面的其他倾斜传感器。
图3-6示出可用于检测控制器10的枢转方向示例倾斜传感器110。倾斜传 感器10可被容纳在固定到例如电路板的控制器10的把手20内。
图3是倾斜传感器10的分解图。倾斜传感器110包括具有中心开口125 的装配部件120、包括磁导部件(可互换地称为“芯子”)140的枢转部件130、 轴150、和相对于枢转部件130固定到装配部件120的相反一侧的线圈组件160。 线圈组件160覆盖在开口125上。线圈组件160包括线圈162。磁导部件140 可以由例如铁的金属或者能够改变线圈162的电学阻抗的任何其他金属或材料 形成。在图3-6所示的实现中，被改变的电学阻抗是电感阻抗。然而，其他实 现可以利用其他现象，例如电阻或者电容阻抗。还有其他实现可以用在光学上 操作以确定控制器10的运动量。其他实现的示例在以下描述。所得阻抗变化 可以被测量并用于定义控制信号。在一种情况中，磁导部件140是芯密度(core density)为0.0078g/mm3、内径为20.0mm的未磁化美国钢铁协会1018钢的 琴用钢丝。根据其他实现，磁导部件140可以是铝或任何其他磁导材料。轴150 附连到在装配部件120上形成的开口170中。此外，线圈162可以由金属形成， 例如钢、铜、铝或者阻抗可被改变的其他金属。线圈162和/或磁导部件140 可以被热处理以改进灵敏度，并因此改进倾斜传感器110的性能。例如，磁导 部件140可以被退火以改进倾斜传感器110的动态信号范围。此外，热处理过 程改进了制造中单元之间的一致性。在一种情况下，线圈162是一种34美国 线规的线，长14mm，线圈内径10.5mm，150匝并且阻抗为148-155μH。轴150 从枢转部件130的一部分贯穿形成的开口175中穿过。这样，枢转部件130可 围绕由轴150定义的纵向轴自由地枢转。当控制器10沿枢转时，例如沿方向 70或80之一，枢转部件130相对于开口125和线圈162运动，使得磁导部件 140的一部分穿过在线圈162中形成的中心开口165。芯子140相对于线圈162 的位置改变了线圈162的阻抗，该阻抗可由微控制器来检测，如下所详述。因 此，芯子140和线圈162相对位置的变化改变了线圈162的可被检测的阻抗。 因此，在至少某些实现中，线圈162的阻抗对应于芯子140相对于线圈162相 对的取向，以及因此对应于控制器10的取向。还在另一些实现中，线圈162 的阻抗基本上与芯子140相对于线圈162的取向成比例并且，因此与控制器10 的取向成比例。微控制器能基于所检测到的阻抗确定枢转方向。在一些实现中， 倾斜传感器110利用重力确定倾斜传感器110的取向，以及因此确定与倾斜传 感器110相关联的控制器的取向。也就是说，在一些实现中，倾斜传感器110 可用于相对于重力产生信号。此外，如上所述，当检测倾斜量时，微控制器可 以检测枢转部件130的枢转量或者幅度。因此，微控制器可以区分控制器10 所运动的方向和可选地区分倾斜量或幅度。例如，倾斜传感器110能够在一倾 斜范围内感测枢转部件130相对于线圈162的倾斜幅度。也就是说，倾斜传感 器110能够生成对应于第一倾斜量的信号和对应于第二倾斜量的不同信号。因 此，倾斜传感器110可用于检测倾斜的角度和幅度以及倾斜的方向。于是，微 控制器可以用于生成和输出对应信号。
在一些情况下，由倾斜传感器110生成的信号至少在控制器10的一运动 范围内基本上与控制器10的运动量成比例。此外，在一些实施例中，微控制 器可用于输出表示倾斜传感器110的倾斜信息的数字信号。数字输出可以采用 方波形式并且可通过方波频率的测量来解码。在一些实施例中，所输出的信号 还可以是模拟信号。
可以对由倾斜传感器110生成的信号进行处理。例如，在所生成的信号上 进行的一种类处理是对所生成信号的噪声信号进行修正。修正噪声信号可以包 括减少或者消除噪声信号。处理所生成的信号可以通过在定义的时间周期内多 次取样或“读取”线圈162的阻抗来实现。例如，枢转部件130的运动具有固 有频率，以及因此运动具有定义的周期。在芯子140或者线圈162之一以钟摆 式运动相对另一个运动的实现的情况下，该运动的固有频率是钟摆周期。在利 用平移运动的实现中(以下详述)，这样的系统还具有可确定的固有频率。类 似地，这个固定频率具有定义的周期。关于传感器110，通过在该钟摆周期内 多次对线圈162的阻抗进行采样(例如测量)，芯子140相对于线圈162的位 置可以在一个钟摆周期内多次确定。该采样数据可以在定义的时间周期内取平 均以修正与倾斜传感器110的运动相关联且与所期望的输入无关的噪声(以下 称为“噪声信号”)。噪声信号的修正可以为控制器10提供稳定操作。噪声 信号的修正可以用软件或硬件来实现。
根据其他实现，芯子140可以相对于控制器是固定的，并线圈162可以响 应于控制器10的诸如倾斜的位移而相对于芯子140运动。在一个或多个实现 中，线圈162因重力而在一个自由度上取向。还在其他实现中，芯子140相对 于线圈162的运动是线性平移。线性平移运动可以包括沿着笔直路径或者部分 笔直路径的线性运动或者沿着曲线路径或者部分曲线路径的平移运动。例如， 当轨道在一个方向或另一方向上倾斜时，芯子140可以沿着轨道与线圈162相 对滑动。因此，芯子140相对于线圈162的运动可以通过平移或旋转运动来实 现。
在图3-6所示的实现中，可变的电学阻抗是电感阻抗。然而，其他实现可 以利用其他现象，例如电阻或电容阻抗，而其他实现还可以光学地操作以确定 控制器10的运动量。以下描述其他实现。此外，尽管图3-6所示的实现利用 钟摆或枢转动作，其他实现还可以利用线性运动来感测控制器的运动。以下还 提供利用传感器的线性运动来感测控制器的运动的替换实现。
在其他实现中，倾斜传感器10实质上可以由利用可变电阻或电容阻抗来 确定控制器10的倾斜量的传感器取代，例如图17所示的传感器1700。传感器 1700包括可绕轴1715枢转并且具有设置其上的块1720的摆臂1710。当传感 器1700所耦合的控制器倾斜时，摆臂1710和关联块1720受到重力影响，因 此摆臂1710相对于控制器的例如倾斜动作的运动而枢转。臂1710的枢转分别 改变了电位计或可变电容元件1730的电阻或电容阻抗。这种阻抗变化可以被 检测并测量以确定控制器倾斜量或者倾斜方向中至少一个。
也可以在控制器中使用诸如图18所示的光学传感器1800的光学传感器以 确定控制器倾斜量和倾斜方向。如图示，光学传感器1800可以包括可以绕具 有在其中形成的开口1820的轴1815枢转的可枢转部件1810。光学传感器1800 还可包括发射器1830和检测器1840。可枢转部件1810可以相对于发射器1830、 检测器1840和控制器自由地枢转。在可枢轴部件上形成的开口1820可以是锥 形的，这样从发射器1830穿过开口的辐射量根据可枢转部件1810的枢转量而 变化。尽管开口1820被示为锥形，开口1820还可以采用可响应于可枢转部件 1810的枢转量来改变从其穿过的辐射量的任何形状。穿过开口1820的辐射可 以由检测器1840来检测并被测量以确定控制器的诸如倾斜动作的运动量或运 动方向中至少一个。
还有其他实现可以使用能用线性平移运动来操作的传感器。例如，图19 示出利用电感阻抗的传感器1900。传感器1900包括可沿轨道1920滑动的芯子 1910。偏置组件1925可以用于影响芯子1910沿轨道1920的运动。一种示例 偏置组件1925可以是弹簧。芯子1910可以相对于固定线圈1930滑动，然而 在其他实现中，线圈1930是可运动的而芯子1910是固定的。在操作上，当控 制器在对应于传感器1900所处的平面的方向上倾斜时(如箭头1935所示)， 芯子1910相对于线圈1930运动，例如进入和/或穿过线圈1930。芯子1910相 对于线圈1930的运动可以改变电感阻抗，该阻抗能用于确定控制器的例如倾 斜运动的运动量或者运动方向中至少一个。
图20和21分别示出利用线性平移运动来确定倾斜量或倾斜方向中至少一 个的电容和光学传感器2000和2100。在图20里，第一电容元件2010可以在 轨道2020上相对于第二电容元件2030运动。第一电容元件2010沿轨道2020 的运动可以受到偏置元件2040的影响。示例偏置元件2040的示例可以是弹簧。 随着第一电容元件2010例如响应于控制器的倾斜(如箭头2050所示)而相对 于第二电容元件2030运动，电容阻抗可以发生改变。该阻抗变化可以被检测 并用于确定倾斜量或者倾斜方向中至少一个。在图21中，光学传感器2100基 本上和图18中的光学传感器1800一样工作，除了具有锥形开口2120的滑动 部件2110沿轨道2125相对于发射器2130和检测器2140运动。虽然开口2120 被示为锥形，但是开口2120的形状可以是当滑动部件2110相对于发射器2130 运动时，可用于改变从其穿过的辐射量的任何非均匀形状。当滑动部件2110 响应控制器的运动(例如由箭头2150指示的倾斜动作)而运动时，穿过锥形 开口2120的辐射量发生变化。该辐射变化可以被检测器2140所检测，并且例 如倾斜运动的运动量或运动方向中的至少一个可被确定。偏置元件2160可以 用于影响滑动部件2110沿轨道2125的运动。在其他实现中，具有锥形开口2120 的部件2110可以是固定的，并且发射器2130和检测器2140可以与之相对地 自由运动。
图7-9图示了包括检测和发送系统190和接收系统200的控制系统180的 示例实现。如图示，控制系统180利用RF发射器和接收器从控制器10向受控 设备210传输控制信号。图7是控制系统180的示意图，图8和9表示实现控 制系统180的示例电路图。
图7示出示例控制系统180的示意图。控制系统180包括检测和发送系统 190和接收系统200。检测和发送系统190可被安装在控制器10中，且接收系 统200可被安装在受控设备210中。检测和发送系统190可用于检测控制器10 的运动方向、生成控制信号220并将其发送到接收系统200，该控制信号可用 于根据控制器10的运动方向调整受控设备210的方向。
检测和发送系统190可以包括耦合到开关240上的电源230，例如电池、 电容器或其他用于储存电能的设备。开关240可以是三位开关，包括关断(OFF) 位置、接通(ON)位置和充电(CHARGE)位置。在关断位置，阻止电源向 检测和发送系统190供电。在接通位置，电源230向供电装置250供电。在充 电位置，电源230向充电控制电路260和充电插座265供电，如下详述。当开 关240在接通位置时，供电装置250向节流阀传感器270、微控制器280、倾 斜传感器110和RF发射器290提供功率。
在操作上，微控制器280从诸如上述倾斜传感器的倾斜传感器110感测控 制器10的倾斜位置，该倾斜传感器是调谐振荡器电路的一部分。微控制器280 还可以从节流阀传感器270检测节流阀的位置。节流阀传感器270可以耦合到 按钮40上，这样按钮40上的较大按压量导致由节流阀传感器270所感测的较 大输入。因此，例如，零节流阀位置可以对应于按钮40的未按压位置，全节 流阀位置可以对应于按钮40的全按压位置。微控制器280检测来自于倾斜传 感器110和节流阀传感器270的信号并向RF发射器290生成输出信号。根据 一些实现，发送给RF发射器290的输出信号是数字信号。根据其它实现，输 出信号可以是模拟信号。RF发射器290通过射频发送所生成的信号。根据一 些实现，信号信息可以根据幅度调制技术来编码。然而，信号信息可根据频率 调制技术来编码。
RF信号220由接收系统200的RF接收器300来接收。接收系统200还 可包括开关310，例如两位开关。因此，根据一些实现，开关310可以包括接 通(ON)位置和关断(OFF)位置。开关310被耦合到电源320、功率控制电 路330、马达控制电路340和集成电路350上。根据一些实现，RF接收器300 或者接收系统200的其他组件可以包括集成电路350的某些或者全部电路，或 者可以从集成电路350中分立出来。接收系统200还可以包括耦合到电源320 的充电插座360。
在接通位置上，来自电源的功率可以供给RF接收器300、集成电路350、 功率控制电路330和马达控制电路340。要注意的是，马达控制电路340可以 是或者包括用于驱动受控设备210的一个或多个马达或其他驱动设备或机构 (统称为“驱动设备”)。功率控制电路330可以检测电源320的电压电平， 并且当电压电平低于所选电平时，功率控制电路330可以断开或者以别的方式 阻止电源向接收系统200提供功率。根据一些实现，接收系统200可不包括功 率控制电路330。在关断位置，阻止电源320向接收系统200提供功率。
检测和发送系统190的充电插座265可以与接收系统200的充电插座360 相联接。当开关240处在充电位置上时，电源230通过充电控制电路260和充 电插座265和360向电源320提供功率。充电控制电路260可以监视充电插座 265的电压以检测例如电源320的充电何时完成。相应地，当检测到所选电压 时，充电控制电路260可以停止流向充电插座265的功率流。因此，当电源320 充满电时，充电控制电路260可以阻止电源320过充电或者以其它方式由于持 续供电而损坏。
马达控制电路340可以控制受控设备210的方向和/或速度。例如，马达 控制电路340可以通过增加或减少马达和/或其他推进设备来控制受控设备210 的速度。马达控制电路340还可用于通过控制或者调整一个或多个驱动设备的 速度设置，或单独地或和另一组件组合地控制受控设备210的方向。例如，可 以通过减少或切断一个或多个驱动设备的功率，同时增加一个或多个不同驱动 设备的功率或者使其保持恒定以创建不平衡力并以此转动受控设备，由此操纵 受控设备210。
尽管解释了示例控制系统180的一个实现，但是应该理解理解，示例控制 系统180可以以其他方式来实现并可以包括相同的、更多的、更少的、或不同 的功能。
图8-9示出在本公开范围内的示例电路设计。然而，应该理解，图8-9所 示的电路设计仅仅是实现控制系统180的一种方式的说明。相应地，应该理解， 用于实现控制系统180的许多其他电路设计包含在本公开的范围内。
图10-12示出包括检测和发送系统380和接收系统390的控制系统370的 另一示例实现。如图所示，控制系统370利用了IR发射器和接收器来从控制 器400向受控设备410传输控制信号。图10是控制系统370的示意图，并且 图11和12表示实现控制系统370的示例电路图。
再参照图10，控制器400可以包括电源420、开关430、供电装置440、 充电控制电路450、充电插座460、节流阀传感器470、微控制器480、IR发射 器490和倾斜传感器500。开关430可以是三位开关，具有接通(ON)位置、 关断(OFF)位置和充电(CHARGE)位置。在关断位置，阻止电源420向发 送系统380提供功率。在接通位置，电源420向供电装置440提供功率。供电 装置440向节流阀传感器470、微控制器480、IR发射器490、倾斜传感器500 提供功率。节流阀传感器470用于检测节流阀位置，而倾斜传感器500用于检 测控制器400的倾斜方向和/或倾斜量。微控制器480接收节流阀位置和倾斜指 示，将该信息转换为由IR发射器490发送的控制信号。IR发射器490发送控 制信号492，该信号可由受控设备410的IR检测器530进行接收，以下进行详 述。供电装置440可以耦合到功率指示器510以指示向该供电装置提供的功率。 当开关430在充电位置上时，电源420可以向充电插座460发送功率来为受控 设备410的电源充电，充电方式类似于上述方式，并在以下详述。充电控制450 可耦合到充电指示器515，当开关430位于充电位置时，或者当控制器400通 过充电插座460提供功率时，例如为受控设备410的电源520充电时，该指示 器可以发亮或者以其他方式提供指示。功率指示器510和515可以是发光体， 例如发光二极管(LED)，或者某些其他感官输出，用于向用户指示控制器400 被接通或者控制器400处于充电配置中或者当前用于充电。
接收系统390可以包括电源520、IR检测器530、微控制器540、马达控 制电路550、方向舵控制电路560和充电插座570。IR检测器530接收从IR发 射器490输出的控制信号492。微控制器540利用接收的控制信号来操纵马达 控制电路550和/或方向舵控制电路560。根据某些实现，马达控制电路可以用 于增加、减少或者维持驱动设备的功率。例如，马达控制电路550可用于加速、 减速或者维持受控设备410的速度。此外，马达控制电路550可用于以不同速 度控制不同驱动设备，以使受控设备410向所需方向转向。方向舵控制电路560 可用于调整受控设备410的控制机构。例如，控制机构可以是飞行器的方向舵。 根据其他实现，受控设备410可以包括马达控制电路550或者方向舵控制电路 560。此外，马达控制电路550可以用于分别控制两个或更多驱动设备或仅控 制单个驱动设备。
充电插座570可以耦合到控制器400的充电插座460。在充电位置上，控 制系统370的操作可类似于控制系统180。相应地，开关430可以通过充电控 制电路450、插座460和插座470将功率从电源420向电源520传输，以对电 源520进行再充电。此外，充电控制电路450的操作类似于充电控制电路260。 相应地，充电控制电路450可以监视充电插座460的电压并且检测，例如电源 520的充电何时完成。当检测到所选电压时，充电控制电路450可以停止送往 充电插座460的功率流。因此，当电源520充满电时，充电控制电路450可以 阻止电源520被过充电或者以其它方式因持续供电而损坏。虽然解释了示例控 制系统370的一个实现，但是可以理解，示例控制系统370可以用其他方式来 实现，并且可以包括相同的、更多的、更少的、或不同的功能。
图11和12所示的电路图仅为说明实现控制系统370的一种方式。因此， 可以理解，用于实现控制系统370的许多其他电路设计也在本公开的范围内。
如图7和10所示，控制系统180的发送系统190和控制系统370的发送 系统380分别可以被认为是形成一种调谐振荡器电路。振荡器电路生成自身的 频率，例如由相关联的倾斜传感器产生。由振荡器电路感测的输入可以改变该 频率，例如通过振荡器电路所耦合的控制器的倾斜运动。该输入引起了由振荡 器电路生成的频率的改变，该频率由例如微控制器280和480的电路的设备来 检测。除了感测改变的频率之外，该设备还可以处理信号，例如以修正或去除 噪声信号，并输出对应于所感测输入的控制信号。
图13是当通过IR在控制器和受控设备之间通信时所用的示例数据分组协 议600的简化框图。根据示例数据分组协议600，通信以发送前导信号(preamble signal)610开始，例如200％比特持续时间的高信号。其后，发送同步信号620， 例如50％比特持续时间的高信号。接收到前导信号610和同步信号620后，传 输控制信号。在一个示例中，其中受控设备具有双信道控制，用于每个控制制 动器的控制信号被一个接一个地发送。根据示例的数据分组协议600，四个比 特用于传输节流阀命令630，四个比特用于传输方向舵命令640。在节流阀命 令630和方向舵命令640中，零被表示为33％比特持续时间的高信号，1被表 示为66％比特持续时间的高信号。可以用相似的方式来控制附加的和/或更少 的信道。
根据一些实现，图7中的受控设备210可以是飞行器，例如具有多个引擎 的飞行器。此外，可以通过控制多个引擎的速度来控制飞行器。因此，如上所 述，例如通过减小或切断一个或多个引擎的功率，同时增加一个或多个不同引 擎的功率或使其保持恒定来创建不平衡力并由此使飞行器转向，马达控制电路 340可以用于控制飞行器。
然而图10所示的接收系统390，同时包括马达控制电路550和方向舵控 制电路560。因此，接收系统390可以通过利用马达控制电路550和方向舵控 制电路560之一或两者来控制受控设备410的方向。或者，接收器390可以仅 包括马达控制电路550或方向舵控制电路560之一。图7中所示的受控设备210 还可以包括除马达控制电路340之外的附加控制电路来控制受控设备的方向。 虽然附加控制电路可以用于控制方向舵以控制受控设备210的方向，但是附加 控制设备可以用于控制任何制动器以控制受控设备210的任何功能。例如，在 飞行器的情形中，附加制动器可用于控制副翼、襟翼、前缘缝翼、空气制动机、 着陆装置等。此外，如上所述，受控设备可以是任何类型的受控设备。因此， 附加制动器可以用于控制与受控设备相关联的任何所期望的功能。此外，可以 包含一个或多个不同的制动器来控制受控设备的附加功能。
图14示出包括在受控设备中的另一接收系统650。在这个示例中，接收 系统650是带有马达控制电路660和制动器控制电路670的基于RF的系统。 如上所述，马达控制电路660或制动器控制电路670之一或两者都可以用于控 制受控设备的方向或与受控设备相关联的其他所期望的功能。然而，仍然如上 所述，接收系统650可以仅包括马达控制或制动器控制，例如方向舵控制。接 收系统650还包括RF接收器680、功率控制电路690、开关700、电源710和 集成电路720。根据某些，RF接收器680或接收系统650的其他组件可以包括 集成电路720中的某些或全部电路或者可以从集成电路720中分离出来。接收 系统650还可包括通过开关700耦合到电源710的充电插座730。开关700可 以是三位开关。第一开关位置可以是接通(ON)位置，第二开关位置可以是 关断(OFF)位置，第三开关位置可以是充电(CHARGE)。
接收系统650的操作可类似于图7中接收系统200的操作。相应地，在接 通位置，来自电源710的功率可以供给RF接收器680、集成电路720、功率控 制电路690、马达控制电路660和制动器控制电路670。马达控制电路660可 以是或者包括用于驱动受控设备的一个或多个其他设备。功率控制电路690可 以检测电源710的电压电平，并且当电压电平降低到所选电平以下时，功率控 制电路690可以断开或者以其他方式阻止电源710向接收系统650供给功率。 根据某些实现，接收系统650可以不包括功率控制电路690。在关断位置，阻 止电源710向接收系统650供给功率。RF接收器680用于接收由例如图2A-D 所示的控制器10中的RF发射器的RF发射器所发送的信号。接收到的RF信 号可以被传送到一个或多个的马达控制电路660或制动器控制电路670以控制 受控设备的操作，例如速度和/或方向。
充电插座730的操作可以类似于如上所述的充电插座360，因此充电插座 730可以向电源710提供功率。因此，当开关700处于充电位置时，来自充电 插座730的功率可以被送到电源710以对电源710进行再充电。尽管没有示出， 但是接收系统650还可以包括用于监视充电插座730的电压的充电控制电路。 相应地，充电控制电路可以检测，例如电源710何时充电完成。当充电完成时， 充电控制电路在检测到所选电压时可以停止从充电插座730送往电源710的功 率流。因此，当电源710充满电时，充电控制电路可以防止电源710过充电或 者以其它方式因持续的供电而受到损坏。
图15示出实现图14中所示的接收系统的示例电路图，尽管图15的电路 图仅为说明实现接收系统650的一种方式。相应地，可以理解，用于实现接收 系统650的多种其他电路设计都在本公开的范围内。
图16是由控制器760控制受控设备750的制动器(或马达)740的通用 建模语言示意图。根据某些实现，操作如下。用户770手持控制器760并打开 控制器760。打开控制器可以开始自校准操作780，其中倾斜传感器相应于垂 线位置被确定。当控制器接通并且可任选地执行校准之后，受控设备750可以 被启动并操控。如所示的，校准操作780可以是可任选的，这样其它实现无需 校准操作。因此，校准操作780可以省略。在操作790，读取倾斜传感器以确 定控制器760是否倾斜，以及如果倾斜，则倾斜角度是多少。在操作800，确 定一周期内的平均倾斜以补偿噪声，诸如用户引起的控制器760的轻微振动， 倾斜传感器的不完全阻尼运动或其他噪声源。例如，操作800可以包括平均算 法，对在与一个钟摆周期相关的时间内枢转部件130的检测位置进行平均，以 消除由于枢转部件130相对于线圈162的钟摆运动引起的位置误差，或者可能 造成传感器误读的对倾斜传感器110的其他干扰。因此，例如通过减少或者以 其他方式消除噪声信号对所生成信号的影响，以此可以修正倾斜传感器110所 产生的信号的噪声信号。在操作810，平均倾斜被转换成控制信号，例如数字 信号以发送给受控设备750。然而，输出的控制信号可以是模拟信号。在操作 820，控制信号从控制器760向受控设备750传输。在某些情况下，控制信号 可以采用数据分组的形式，例如参照图13所描述的。在一个示例中，其中受 控设备750是由方向舵控制来操作的飞行器，控制信号可以是方向舵控制信号。 在一个示例中，其中受控设备750是通过改变一个或多个螺旋推进器马达的速 度来操作的飞行器，控制信号可以是是马达控制信号。如上所述，受控设备可 以是任何远程受控设备。相应地，控制信号可适于控制受控设备的任何所期望 的功能。在操作830，受控设备750接收控制信号。在操作840，控制信号被 转换成制动器(或马达)专用的信号。例如，控制信号可以被转换成脉宽调制 信号。在操作850，向制动器(或马达)740发送制动器(或马达)信号，以 控制制动器(或马达)。
附录A包括示例程序代码，可用于在本公开的范围内定义控制系统一个 或多个操作。附录A整体结合于此。程序代码仅为说明示例实现，以及可以理 解，可以使用不同的程序代码并且这样的程序代码都在本公开的范围内。
示例计算机代码的代码部分3000可以用于定义控制系统的各种参数。例 如，代码部分3000可以用于定义用于控制控制系统的各个方面的初始变量值。 代码部分3010可以用于重置控制系统的矢量。例如，矢量可被重置为初始值 或任何所需值。代码部分3020和3030可用于建立控制系统的一个方面的一个 或多个延时。代码部分3040可用于定义控制系统的输出。代码部分3040还可 用于定义控制系统中用于发送或以其它方式传送该控制系统输出的一部分。代 码部分3050可用于生成期望数量的与控制系统相关联的功能代码。代码部分 3060可用于建立控制系统的发射器的操作条件。代码部分3070可用于确定控 制系统的操纵和节流阀位置。例如，代码部分3070可以用于检测节流阀传感 器和操纵传感器的位置，例如倾斜传感器。此外，代码部分3070可用于定义 变量限制和在这些限制内的中间值。例如，代码部分3070可用于定义和/或建 立完全关闭的节流阀位置、完全打开的节流阀位置、和在完全关闭的节流阀位 置和完全打开的节流阀位置之间的一个或多个中间节流阀位置。以类似的方 式，还可以定义各种操纵位置。此外，代码部分3070还可包括修正(例如， 消除或者减少)与操作系统中一个或多个传感器相关联的噪声的程序代码。例 如，倾斜传感器，例如图3-6所示的倾斜传感器，可以要求消除与所期望的输 入无关的倾斜。因此倾斜传感器的枢转部件可能经历钟摆运动，该运动由与倾 斜传感器的倾斜无关的运动所引起，例如摇晃、碰撞、或不旨在倾斜的某些其 他输入。相应地，可以从倾斜信号中滤除枢转部件的钟摆动作。例如，可以确 定与钟摆运动相关联的周期，以及相关联的噪声信号修正了噪声信号。例如， 噪声信号的修正可以包括从倾斜信号中减小或者消除噪声信号。例如，噪声信 号的修正可以包括减小噪声信号。
代码部分3080-4050用于标识来自控制系统的控制输入，例如操纵位置和 /或节流阀位置，并生成相应信号。在示例程序代码中还可包含其他代码部分， 例如控制充电操作的一个或多个方面的代码部分。
虽然描述了附录A中提供的程序代码，但是可以理解，不同的程序代码 可用于提供相同的或基本上相同的功能。因此，可以理解，所有这样的程序代 码都在本公开的范围内。此外，程序代码可以包括用于向控制系统提供逻辑的 更少的，额外的，或者不同的功能。程序代码的这些变化也都包括在本公开的 范围内。
已经描述了多个实现。然而，将会理解的是可以做出不同修改而不脱离本 公开的精神和范围。相应地，其他实现也在所附权利要求的范围内。











相关申请的交叉引用
本申请要求2007年8月22日提交的美国临时申请No.60/957,443和2008 年2月4日提交的美国申请No.12/025,432的优先权，这些申请的全部内容通 过引用结合于此。