本實用新型專利技術涉及一種自發電油電混合動力多旋翼飛行器，屬于無人飛行器技術領域。該飛行器主要由主旋翼、飛行器電控板、電機驅動副旋翼、電機、燃油發動機、轉速對偶齒輪箱、電池、風門控制步進電機、發電機等構成。該飛行器由主旋翼和副旋翼共同提供飛行動力，其中主旋翼提供主要升空動力，副旋翼提供小部分升空動力，主旋翼由上主旋翼和下主旋翼構成，上、下主旋翼具有相同尺寸，轉速完全相同，轉向相反，實現正反扭矩平衡。燃油發動機部分動力通過傘齒輪嚙合輸出給發電機，發出的電力為整個飛行器提供電力。主旋翼轉軸和油箱的重心位于飛行器的幾何中心。本實用新型專利技術實現了多旋翼飛行器既能被精確操控，同時又具有大載荷長航時特性，無需外接電源充電。
【技術實現步驟摘要】
本技術涉及一種自發電油電混合動力多旋翼飛行器，屬于無人機
技術介紹
多旋翼無人飛行器是一種能夠垂直起降、以多個旋翼作為動力裝置的，不載操作人員的飛行器。其用途極為廣泛。主要應用有如下幾個方面。如警務應用、火場指揮、搶險救災、交通管理；新聞媒體、航空攝影；野生動物攝影、環境評估、空中考古；房地產管理、管線巡檢；遙控飛行、空中攝影；小物件無人飛行器派送。多軸飛行器基于導航定位系統包括地理信息系統和全球定位系統，可通過地理信息系統和全球定位系統，按預先設定的線路進行飛行，并在到達目的地后完成規定動作，這樣就可用于小物件的物流配送。多軸飛行器所有的應用都基于飛行器夠長航時、大載荷飛行，否則所有的應用很窄的范圍。目前四旋翼飛行器均采用電池驅動，由于單位質量電池所能存儲的能量遠小于汽油等化石燃料，所以目前四旋翼飛行器的飛行時間都十分有限，正常負載情況下巡航時間僅為20分鐘以內，而燃油動力的單旋翼直升機，巡航時間可長達數個小時。但燃油動力的單旋翼直升飛機飛行姿態的控制、操控的穩定性、精準性等，目前還是一個難題。因為通過電信號精確控制燃油發動機的轉速是一件極其困難的事兒，這使得燃油單旋翼直升飛機無法完成電動多旋翼飛行器，所能完成的任務。兩種類型的飛行器，各有優缺點，燃油飛行器具有長航時、大載荷的特性；電動多旋翼飛行器能夠被精確操控，可以預先編程，在GPS的導航下沿規定路線完成各種動作，這是燃油飛行器無法實現的，但在需要長巡航時間的應用領域尚不能代替燃油動力的單旋翼。因此，把兩者的優點結合起來，才能真正實現飛行器能夠被精確操控，同時又具有大載荷長航時的特性。只有這樣，才能夠實現多旋翼飛行器飛的實際應用。在技術（201510842531.X）一種油電混合動力多旋翼飛行器中，燃油發動機和電機的能源體系是兩個獨立的系統，有可能存在潛在的風險，例如電池電能消耗完畢，而此時燃油沒有耗盡，就會存在多旋翼無人飛行器無法控制的情況出現；另一種情況是燃油耗盡，而電池沒有耗盡，那么由于失去主動力，而使得多旋翼無人飛行器有可能在空中墜落。因此，如何解決多旋翼無人飛行器動力源供給不協調的問題是極其重要的。此外，還須考慮戶外完全沒有充電條件的情況下如何實現飛行器的飛行。
技術實現思路
本技術為了克服現有多旋翼飛行器普遍存在的問題，即航程短、載荷小，飛行時間有限的缺陷，可避免多旋翼無人飛行器的動力源供給不協調的問題，利用自發電油電混合動力克服電動多旋翼飛行器固有的缺點，燃油發動機直接驅動主旋翼提供升力并同時驅動自帶發電機發電，為副旋翼電機供電，配合電機驅動的副旋翼，實現飛行器能夠被精確操控，同時又具有大載荷長航時的特性，無需外接電源充電。自發電油電混合動力多旋翼飛行器主要由上主旋翼(1)、下主旋翼(2)、多旋翼飛行器電控板(4)、電機驅動副旋翼(5)、電機(6)、燃油發動機(7)、轉速對偶齒輪箱(8)、化油器(9)、電池(11)、燃油進氣風門(12)、輸油管(13)、油箱(15)、機臂(16)、上主旋翼軸(18)、下主旋翼套管軸(19)、上傘齒輪(20)、下傘齒輪(21)、轉速傳感器(22)、風門控制步進電機(24)、發電機(25)、減震緩沖墊(27)構成，自發電油電混合動力多旋翼飛行器由主旋翼和副旋翼共同提供飛行動力，主旋翼由燃油發動機(7)驅動，副旋翼(5)由電機(6)驅動，主旋翼和副旋翼(5)聯合提供升空動力，主旋翼由上主旋翼(1)和下主旋翼(2)構成（參見圖1所示），上主旋翼軸(18)從頂端穿過下主旋翼套管軸(19)后與下傘齒輪(21)焊接后再與發動機動力輸出軸連接固定，下主旋翼(2)固定在下主旋翼套管軸(19)上端，該套管軸與上主旋翼軸(18)能夠沿同一軸心線相互獨立轉動，下主旋翼套管軸(19)與上傘齒輪(20)向上的大端面焊接，上傘齒輪(20)和下傘齒輪(21)之間設有左右傘齒輪，共計四個齒輪，裝入轉速對偶齒輪箱(8)中，左右傘齒輪轉軸與齒輪箱側壁固定，下傘齒輪(21)下方設置有監測上主旋翼軸(18)轉速的轉速傳感器(22)，齒輪箱體固定在燃油發動機機體上，上主旋翼軸(18)穿過下傘齒輪(21)再串接（參見圖2所示）電機驅動傘齒輪(28)，穿過該傘齒輪后與燃油發動機(7)動力輸出軸固接，電機驅動傘齒輪(28)與電機動力輸入傘齒輪(29)嚙合，電機動力輸入傘齒輪(29)轉軸就是發電機(25)轉子的軸，于是將燃油發動機部分動力輸出給發電機(25)，發出的電力通過電力輸出線(26)輸出，主旋翼轉軸穿過多旋翼飛行器的幾何中心，燃油發動機(7)固定安裝在機臂(16)上，燃油發動機(7)和機臂(16)之間設有減震緩沖墊(27)，油箱(15)的重心位于多旋翼飛行器的幾何中心，起落架(17)以多旋翼飛行器的幾何中心為軸，軸對稱安裝。油箱15的輸油管13連接化油器9，化油器連接燃油進氣風門12，該進氣風門的擋風板轉軸連接風門控制步進電機24，用于控制擋風板開閉角度，發電機25安裝在發電機減震托架14上，該減震托架設有減震緩沖墊27，將發電機25固定安裝在機臂16上。該多旋翼飛行器多旋翼飛行器天線3和多旋翼飛行器電控板4安裝在機臂16上，電池11安裝在機架下方，調整電池固定架使得天線、電控板與電池構成一體的重心在旋翼飛行器的幾何中心，機臂16的端頭安裝電機座10，電機座固定電機6，電機動力輸出軸安裝電機驅動副旋翼5，主旋翼和副旋翼在交叉機臂所構成的平面上的投影間隔大于2cm，使得兩者的氣流不發生相互擾動。電源管理系統包括穩壓整流模塊，限流模塊、充電模塊、繼電器系統、負載電路、電池組、欠電壓保護模塊、控制模塊、燃油存量顯示模塊；燃油發動機7通過傘齒輪傳動帶動發電機25發出交流電，通過穩壓整流模塊調節發電機的勵磁電流，使得發電機輸出相對穩定的直流電，通過限流電路限制輸出電流，避免發電機載荷過大，電流進入充電模塊，通過繼電器系統對電流進行分配，繼電器系統由控制器控制，對負載和蓄電池充放電進行智能控制，智能調節充電和供電電流，電池組設有欠壓保護電路，控制器還負責把燃油存量和負載和蓄電池充放電數據通過無線射頻模塊傳輸給地面監控平臺（參見圖4）。自發電油電混合動力多旋翼飛行器運行程序為先對系統進行初始化，然后對信道進行測試，正常后，啟動燃油發動機，然后對發動機的轉速進行徹底，如果發動機的轉速不正常，就要對發動機的轉速進行調節，使之達到一個規定之范圍，正常之后對整個飛行器的電池電壓、燃油量和發動機的電壓參數進行測試，達到規定值范圍之后，然后對起飛的姿態進行檢測，根據姿態解算本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種自發電油電混合動力多旋翼飛行器，其特征是自發電油電混合動力多旋翼飛行器主要由上主旋翼(1)、下主旋翼(2)、多旋翼飛行器電控板(4)、電機驅動副旋翼(5)、電機(6)、燃油發動機(7)、轉速對偶齒輪箱(8)、化油器(9)、電池(11)、燃油進氣風門(12)、輸油管(13)、油箱(15)、機臂(16)、上主旋翼軸(18)、下主旋翼套管軸(19)、上傘齒輪(20)、下傘齒輪(21)、轉速傳感器(22)、風門控制步進電機(24)、發電機(25)、減震緩沖墊(27)構成，自發電油電混合動力多旋翼飛行器由主旋翼和副旋翼共同提供飛行動力，主旋翼由燃油發動機(7)驅動，副旋翼(5)由電機(6)驅動，主旋翼和副旋翼(5)聯合提供升空動力，主旋翼由上主旋翼(1)和下主旋翼(2)構成，上主旋翼軸(18)從頂端穿過下主旋翼套管軸(19)后與下傘齒輪(21)焊接后再與發動機動力輸出軸連接固定，下主旋翼(2)固定在下主旋翼套管軸(19)上端，該套管軸與上主旋翼軸(18)能夠沿同一軸心線相互獨立轉動，下主旋翼套管軸(19)與上傘齒輪(20)向上的大端面焊接，上傘齒輪(20)和下傘齒輪(21)之間設有左右傘齒輪，共計四個齒輪，裝入轉速對偶齒輪箱(8)中，左右傘齒輪轉軸與齒輪箱側壁固定，下傘齒輪(21)下方設置有監測上主旋翼軸(18)轉速的轉速傳感器(22)，齒輪箱體固定在燃油發動機機體上，上主旋翼軸(18)穿過下傘齒輪(21)再串接電機驅動傘齒輪(28)，穿過該傘齒輪后與燃油發動機(7)動力輸出軸固接，電機驅動傘齒輪(28)與電機動力輸入傘齒輪(29)嚙合，電機動力輸入傘齒輪(29)轉軸就是發電機(25)轉子的軸，于是將燃油發動機部分動力輸出給發電機(25)，發出的電力通過電力輸出線(26)輸出，主旋翼轉軸穿過多旋翼飛行器的幾何中心，燃油發動機(7)固定安裝在機臂(16)上，燃油發動機(7)和機臂(16)之間設有減震緩沖墊(27)，油箱(15)的重心位于多旋翼飛行器的幾何中心，起落架(17)以多旋翼飛行器的幾何中心為軸，軸對稱安裝。...
【技術特征摘要】
1.一種自發電油電混合動力多旋翼飛行器，其特征是自發電油電混合動力多旋翼飛行
器主要由上主旋翼(1)、下主旋翼(2)、多旋翼飛行器電控板(4)、電機驅動副旋翼(5)、電機
(6)、燃油發動機(7)、轉速對偶齒輪箱(8)、化油器(9)、電池(11)、燃油進氣風門(12)、輸油
管(13)、油箱(15)、機臂(16)、上主旋翼軸(18)、下主旋翼套管軸(19)、上傘齒輪(20)、下傘
齒輪(21)、轉速傳感器(22)、風門控制步進電機(24)、發電機(25)、減震緩沖墊(27)構成，自
發電油電混合動力多旋翼飛行器由主旋翼和副旋翼共同提供飛行動力，主旋翼由燃油發動
機(7)驅動，副旋翼(5)由電機(6)驅動，主旋翼和副旋翼(5)聯合提供升空動力，主旋翼由上
主旋翼(1)和下主旋翼(2)構成，上主旋翼軸(18)從頂端穿過下主旋翼套管軸(19)后與下傘
齒輪(21)焊接后再與發動機動力輸出軸連接固定，下主旋翼(2)固定在下主旋翼套管軸
(19)上端，該套管軸與上主旋翼軸(18)能夠沿同一軸心線相互獨立轉動，下主旋翼套管軸
(19)與上傘齒輪(20)向上的大端面焊接，上傘齒輪(20)和下傘齒輪(21)之間設有左右傘齒
輪，共計四個齒輪，裝入轉速對偶齒輪箱(8)中，左右傘齒輪轉軸與齒輪箱側壁固定，下傘齒
輪(21)下方設置有監測上主旋翼軸(18)轉速的轉速傳感器(22)，齒輪箱體固定在燃油發動
機機體上，上主旋翼軸(18)穿過下傘齒輪(21)再串接電機驅動傘齒輪(28)，穿過該傘齒輪
后與燃油發動機(7)動力輸出軸固接，電機驅動傘齒輪(28)與電機動力輸入傘齒輪(29)嚙
合，電機動力輸入傘齒輪(29)轉軸就是發電機(25)轉子的軸，于是將燃油發動機部分動力
輸出給發電機(25)，發出的電力通過電力輸出線(26)輸出，主旋翼轉軸穿過多旋翼飛行器
的幾何中心，燃油發動機(7)固定安裝在機臂(16)上，燃油發動機(7)和機臂...
【專利技術屬性】
技術研發人員：趙成俊，陳蜀喬，馬李斌，
申請(專利權)人：陳蜀喬，
類型：新型
國別省市：云南;53
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。