油电混合动力无人机 |
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| 申请号 | CN201710830064.8 | 申请日 | 2017-09-15 | 公开(公告)号 | CN107444630A | 公开(公告)日 | 2017-12-08 |
| 申请人 | 深圳市旗客智能技术有限公司; | 发明人 | 陈翔斌; 王敏; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开一种油电混合动 力 无人机，包括主 机架 和两个副机架、分别设置在主机架两端的两个主旋翼、分别设置在两个副机架的四端的四个副旋翼、一个燃油 发动机 和多个电力发动机；其中，两个主旋翼均由燃油发动机供能；每个副旋翼分别由一个电力发动机供能。本发明将燃油发动机和电力发动机配合使用，燃油发动机驱动两主旋翼，为无人机提供升力和前进动力。电力发动机驱动4个副旋翼，控制飞机的 俯仰 、 横滚 及 偏航 等 姿态 。本发明仅使用1台燃油发动机来控制两个主旋翼，两主旋翼的转速等各项参数则可轻易达成一致，不需要配合复杂的控制系统进行调节，因此本发明具有载重大、续航时间长的优点，同时结构简洁、控制简单，大幅度降低了研制和制造成本。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种油电混合动力无人机，其特征在于，包括： |
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| 说明书全文 | 油电混合动力无人机技术领域[0001] 本发明涉及无人机领域，具体涉及一种油电混合动力无人机。 背景技术[0002] 目前应用于民用市场的无人机，以多轴(又称多旋翼)无人机为主。 [0003] 常用的小型无人机多以纯电动或者纯燃油发动机提供动力，纯电力发动机易操控，稳定性高，但是续航能力较差。纯燃油发动机则对氧气浓度要求高，且响应控制的灵敏度较差，难于应用到高空高速和需要精确定位或稳定飞机的领域。 [0004] 如果将多台燃油发动机和多台电力发动机配合，由于燃油发动机的一致性较差，即使是同样规格型号的燃油发动机，输入相同的油门控制器，各燃油发动机之间输出的动力也会有较大差别，因此很难对油机驱动的旋翼的桨距、转速等进行准确控制和协调，则造成该无人机平稳性较差的缺点。 发明内容[0005] 本发明的主要目的在于提供一种油电混合动力无人机，旨在解决油电混合无人机平稳性较差的问题。 [0006] 为解决上述技术问题，本发明提出一种油电混合动力无人机，具体包括： [0008] 旋翼组，所述旋翼组包括分别设置在所述主机架两端的两个主旋翼，以及四个副旋翼，所述四个副旋翼分别设置在两个副机架的四端； [0009] 动力系统，所述动力系统包括一个燃油发动机和多个电力发动机； [0010] 两个所述主旋翼均由所述燃油发动机供能；每个所述副旋翼分别由一个电力发动机供能。 [0012] 优选地，所述燃油发动机还用于向所述电力发动机供电。 [0014] 优选地，所述燃油发动机的输出轴水平放置，所述主旋翼的中心轴与之垂直，两条所述皮带的扭转方向一致，使两个所述主旋翼的旋转方向相反。 [0016] 优选地，所述主机架包含对称设置的左机架杆和右机架杆，两个所述副机架分别与所述左机架杆和右机架杆垂直连接，且两个所述副机架相互对称。 [0017] 优选地，还包括控制系统，用于控制所述无人机的各项工作。 [0018] 本发明将燃油发动机和电力发动机配合使用，燃油发动机驱动的两主旋翼，为无人机提供升力和前进动力。电力发电机驱动的4个副旋翼，则用于控制飞机的俯仰、横滚及偏航等姿态。而本发明仅使用1台燃油发动机来控制主机架两端的主旋翼，两主旋翼的转速等各项参数则可轻易达到一致，也不需要配合复杂的控制系统进行调节，因此本发明既保持了燃油发动机载重大、续航时间长的优点，同时具有结构简洁、控制简单的优点，大幅度降低了无人机的研制和制造成本。附图说明 [0019] 图1为本发明油电混合动力无人机一实施例的结构示意图； [0020] 图2为本发明的燃油发动机输出轴与主旋翼中心轴之间皮带连接示意图； [0021] 图3为动力系统的结构示意图； [0022] 图4为本发明的主机架与副机架的相对位置示意图； [0023] 图5为本发明又一主机架与副机架的相对位置示意图。 [0024] 附图标号说明： [0025] [0026] 具体实施方式[0027] 为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明各实施例的技术方案进行详细介绍。 [0028] 本发明提出一种油电混合动力无人机，如图1、图3所示，该油电混合动力无人机包括： [0029] 机身，所述机身包括主机架1和两个副机架2； [0030] 旋翼组，所述旋翼组包括分别设置在所述主机架1两端的两个主旋翼3，以及四个副旋翼4，所述四个副旋翼4分别设置在两个副机架2的四端； [0031] 动力系统，所述动力系统包括一个燃油发动机6和多个电力发动机7； [0032] 两个所述主旋翼3均由所述燃油发动机6供能；每个所述副旋翼4分别由一个电力发动机7供能。 [0033] 本实施例中，为保持无人机的对称结构，燃油发动机6设于机身的中央，为分设与主机架1两端的两个主旋翼3提供动力，用于为无人机提供升力和前进动力。四个副旋翼4则分别配有独立的电力发电机，主要用于控制飞机的俯仰、横滚及偏航等姿态。主副旋翼互相配合，有助于精确控制无人机的飞行姿态和轨迹，并且具有续航时间长、载重大等优点。 [0034] 本发明仅使用1台燃油发动机6来控制两个主旋翼3，两主旋翼3的转速等各项参数则可轻易达到一致，不需要配合精确的姿态检测传感器和复杂的控制系统等配件进行调节，因此本发明既保持了载重大、续航时间长的优点，同时具有结构简洁、控制简单的优点，大幅度降低了无人机的研制和制造成本。 [0035] 在一较佳实施例中，所述油电混合动力无人机还包括蓄电池，用于向所述电力发动机7供电。当无人机升至高空时，空气中含氧量低，燃油发动机6受到影响，此时电力发动机7则起续航作用，因此，本发明受空气氧含量和飞行高度的限制较小，运用更为广泛。 [0036] 在一较佳实施例中，所述燃油发动机6还用于向所述电力发动机供电。燃油发动机6在燃油过程中发电，可以向电力发动机供电，防止蓄电池耗尽时影响副旋翼4的使用，进一步增加续航时间。 [0037] 在一较佳实施例中，如图2所示，所述燃油发动机6的输出轴61上设有两个同步带轮，分别与两个所述主旋翼3的中心轴31通过皮带5传动。 [0038] 所述燃油发动机6的输出轴61水平放置，所述主旋翼3的中心轴31与之垂直，两条所述皮带5的扭转方向一致，使两个所述主旋翼3的旋转方向相反。 [0039] 本实施例中，燃油发动机6的位置在机身中央，主旋翼3在主机架1的两端，燃油发动机6的输出轴61水平放置，主旋翼3的中心轴31则相对地竖直，即燃油发动机6输出轴61垂直于两个主旋翼3中心轴31组成的平面。燃油发动机6上设置的同步带轮互相固定，旋向速率等完全一致，每个主旋翼3的中心轴31上可相应设置同步带轮，每条皮带5分别套接在燃油发动机6同步带轮和主旋翼3同步带轮上，将主旋翼3与燃油发动机6连接起来。 [0040] 由于所述输出轴61与主旋翼3中心轴31相互垂直，因此皮带5需扭转90度；如图2所示，以某一侧为参照方向，两条皮带5的扭转方向一致，因此在同一输出轴61的带动下，两个中心轴31转动方向相反，即两个主旋翼3旋转方向相反，从而相互抵消旋翼旋转时产生的反扭矩。 [0042] 在一较佳实施例中，所述主机架1包含对称设置的左机架杆11和右机架杆12，两个所述副机架2分别与所述左机架杆11和右机架杆12垂直连接，且两个所述副机架2左右相互对称，如图1所示，呈对称的草头“艹”形，使无人机飞行更为平稳。 [0043] 本发明也可以是以下情况：如图4所示，主机架1设为对称的左机架杆11和右机架杆12，两个副机架2均固定于机身中心，呈交叉设置，以机身中心为对称点，主机架1和两个副机架2均呈轴对称和中心对称。或，如图5所示，两个副机架2分别呈“T”形，并与主机架1垂直连接。 [0044] 以上所述，均适用于本发明。当本发明满足两个条件：1、主机架和副机架分别以机身中心轴为对称轴呈轴对称；2、所有旋翼均互相不干涉。则可保证无人机飞行平稳，同时可根据实际需求适当调整主机架和副机架的设置。 [0045] 在一较佳实施例中，所述油电混合动力无人机还包括控制系统，用于控制所述无人机的各项工作，如：调节各旋翼的升力和浆叶角度、燃油发动机6与电力发动机的输出功率以及两者之间的相互切换等。 [0046] 需要说明，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求保护的范围之内。 [0047] 以上所述的仅为本发明的部分或优选实施例，无论是文字还是附图都不能因此限制本发明保护的范围，凡是在与本发明一个整体的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明保护的范围内。 |
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