CN107010229A - 双发油动无人机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双发油动无人机，包括机架、沿周向均匀分布的多个旋翼、两个用于驱动多个所述翼缘同时转动的发动机、用于将两个所述发动机输出的动力耦合后分配至多个所述旋翼的传动系统，本发明的无人机能够有效的解决多旋翼无人机载重和续航，效率低和飞行稳定性差等问题。

Description

双发油动无人机
技术领域
本发明属于航空技术领域，具体涉及一种双发油动无人机。
背景技术
目前，市面上的多旋翼无人机主要是定桨距电动驱动，由于电池的能量密度远远低于燃油，受到电池的限制，定桨距电机驱动多旋翼机主要用于航拍摄像，续航时间短，所能载重的重量轻，无法满足民用无人机的其他类型的需求，比如：高空救人救火、农要喷洒，狭小空间运送重物等。
随着技术发展进步，出现了变桨距油动四旋翼无人机，突破了载重和续航时间的限制，但是目前常用的变桨距油动四旋翼无人机主要是皮带轮传动，单发动机设置，这种传动类型，效率低、飞行稳定性差，且为单发动机设置，一旦发动机出现故障，旋翼无法旋转，将会造成飞行事故。
针对这一现状，需要提出一个种新的双发油动无人机，使旋翼无人机运行更加平稳，效率更高，且若一个发动机出现故障，有条件进行短时间的续航，保证无人机平稳降落。
发明内容
本发明的目的是提供一种新的双发油动无人机，解决油动多旋翼无人机传动效率低、飞行平稳性低等问题。
本发明的双发油动无人机，包括机架、沿周向均匀分布的多个旋翼、两个用于驱动多个翼缘同时转动的发动机、用于将两个发动机输出的动力耦合后分配至多个旋翼的传动系统；
进一步，所述传动系统包括主传动机构和与多个所述翼缘一一对应设置的多个旋翼驱动机构；所述主传动机构包括同时接受两个所述发动机输出的动力的并车齿轮；所述翼缘驱动机构包括与所述旋翼一一对应的多个分动齿轮；多个所述分动齿轮沿周向均布排列并依次啮合；所述并车齿轮用于将动力传递至其中一个分动齿轮从而带动多个所述分动齿轮同时转动；
进一步，旋翼驱动机构包括传动轴、第一锥齿轮副和第二锥齿轮副；传动轴内端通过第一锥齿轮副接受分动齿轮的动力，传动轴外端通过第二锥齿轮副将动力输出至旋翼；
进一步，主传动机构还包括固定于对应固定于两个发动机的输出轴的两个输出齿轮、与并车齿轮同轴固定的传动齿轮，设置于传动齿轮与分动齿轮之间的过渡双联齿轮；两个输出齿轮同时啮合于并车齿轮；过渡双联齿轮的第一齿轮啮合于传动齿轮，过渡双联齿轮第二齿轮啮合于分动齿轮；
进一步，机架包括圆柱形机身和沿周向分布并固定于机身的悬臂；发动机固定于机身顶部，主传动机构位于机身内，传动轴布置于悬臂上；
进一步，旋翼驱动机构还包括固定于悬臂外端的齿轮箱，第二锥齿轮副密封于齿轮箱内；
进一步，悬臂为顶部开口的箱梁，箱梁的两侧壁沿其纵向分布有减重孔；
本发明的双发油动无人机还包括用于改变旋翼的升角的变桨距装置；
进一步，机架还包括固定于机身底部的起落架，起落架形成有用于挂载重物的挂物结构。
本发明的有益效果是：本发明的双发油动无人机，两个发动机通过传动系统将动力耦合后传递至沿周向分布的多个旋翼，并驱动旋翼转动实现无人机的升降，相比于现有定桨距电机驱动旋翼机，本发明的载重量更大、续航时间更久、可靠性高，且若一个发动机出现故障时，另一个发动机能够单独驱动旋翼转动，保证无人机平稳降落。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述
图1为本发明无人机传动系统原理简图；
图2为本发明无人机的主传动机构的示意图；
图3为本发明无人机的轴测图；
图4为本发明无人机旋翼驱动机构的示意图；
图5为本发明无人机飞行原理图；
图6为本发明无人机俯视图。
具体实施方式
图1为本发明无人机传动系统原理简图，如图所示：本实例的双发油动无人机，包括机架、沿周向均匀分布的多个旋翼2、两个用于驱动多个翼缘同时转动的发动机1、用于将两个发动机1输出的动力耦合后分配至多个旋翼2的传动系统；两个发动机1通过传动系统将动力耦合后分配至沿周向分布的多个旋翼2，并驱动旋翼2转动实现无人机的升降，相比于现有定桨距电机驱动旋翼2机，本发明的载重量更大、续航时间更久、可靠性高，且若一个发动机1出现故障时，另一个发动机1能够单独驱动旋翼2转动，保证无人机平稳降落。
本实施例中，所述传动系统包括主传动机构和与多个所述翼缘一一对应设置的多个旋翼2驱动机构；所述主传动机构包括同时接受两个所述发动机1输出的动力的并车齿轮9；所述翼缘驱动机构包括与所述旋翼2一一对应的多个分动齿轮11；多个所述分动齿轮11沿周向均布排列并依次啮合；所述并车齿轮9用于将动力传递至其中一个分动齿轮11从而带动多个所述分动齿轮11同时转动，两个发动机1输出的动力通过齿轮传动的方式传递至并车齿轮9，使得两个发动机1的动力在并车齿轮9处实现耦合，分动齿轮11与旋翼2一一对应，分动齿轮11沿周向均匀分布并且依次啮合，本实施例中，分动齿轮11的齿轮参数(齿数，模数等)均相同，因此，当并车齿轮9的动力传递至任意一个分动齿轮11后，所有分动齿轮11均能够同步转动(转速相同，转向不同)，进而带动所有旋翼2一同转动，实现无人机的飞行。
本实施例中，旋翼2驱动机构包括传动轴13、第一锥齿轮副12和第二锥齿轮副14；传动轴13内端通过第一锥齿轮副12接受分动齿轮11的动力，传动轴13外端通过第二锥齿轮副14将动力输出至旋翼2，第一锥齿轮副12的主动齿轮与分动齿轮11同轴固定形成双联齿轮，第一锥齿轮副12的从动齿轮与传动轴13同轴固定，第二锥齿轮副14的主动齿轮同轴固定在传动轴13的外端，第二锥齿轮副14的从动齿轮同轴固定在旋翼2的转轴上，分动齿轮11的轴向沿竖直方向布置，而旋翼2转轴也沿竖直方向布置，传动轴13沿水平方向布置，因此，分动齿轮11的动力通过两组锥齿轮副改变动力传递方向后驱动旋翼2转动。
本实施例中，主传动机构还包括对应固定于两个发动机1的输出轴的两个输出齿轮8、与并车齿轮同轴固定的传动齿轮，设置于传动齿轮与分动齿轮11之间的过渡双联齿轮；两个输出齿轮8同时啮合于并车齿轮9；过渡双联齿轮的第一齿轮啮合于传动齿轮，过渡双联齿轮第二齿轮啮合于分动齿轮11；两发动机1同时输出时，应保证转速相同，保证两个输出齿轮8的转速相同并能同时带动并车齿轮9转动，当然，为避免两发动机1的转速出现偏差削减输出功率，发动机1输出轴与输出齿轮8之间可设置超越离合器，使发动机1与输出齿轮8之间形成单向传动，利用超越离合器一方面能够避免两个发动机1转速偏差引起功率损耗，另一方面，当一个发动机1单独运行时，不会带动另一个发动机1的输出轴转动。
本实施例中，机架包括圆柱形机身15和沿周向分布并固定于机身15的悬臂6；发动机1固定于机身15顶部，主传动机构位于机身15内，传动轴13布置于悬臂6上；本实施例的无人机的旋翼2、悬臂6、旋翼2驱动机构均设有六个，并且六个旋翼2、悬臂6、旋翼2驱动机构沿圆柱形的机身15周向均匀分布，保证整个无人机重心位于机身15的几何中心，机身15顶部和底部还分别固定有控制箱3和油箱5，油箱5也为筒形，且油箱5也同轴固定于机身底部。
本实施例中，旋翼2驱动机构还包括固定于悬臂6外端的齿轮箱，第二锥齿轮副14密封于齿轮箱内，本实施例的圆柱形机身15也为密封结构，整个主传动机构的所有齿轮以及悬臂6驱动机构中的第一锥齿轮副12均密封在机身15内，而第二锥齿轮副14密封在位于悬臂6外端的齿轮箱内，因此，本实施例的无人机的所有传动齿轮均位于密封润滑环境中，保证传动的可靠性，齿轮箱包括通过螺栓相互固定的上半体19和下半体20，上半体19和下半体20相互扣合后形成齿轮箱的内腔，上半体19和下半体20分别对应设有上端盖18和下端盖17，传动轴密封穿过下端盖17，旋翼的转轴密封穿过上端盖18。
本实施例中，悬臂6为顶部开口的箱梁，箱梁的两侧壁沿其纵向分布有减重孔；箱梁的抗弯强度高且自重小，配合分布在侧壁上的减重孔能够利于减轻整个无人机的重量，另外，旋翼2转动时产生向下的气流能够从减重孔中流出，提高无人机的升力。
本实施例的双发油动无人机还包括用于改变旋翼2升角的变桨距装置，通过变桨距装置调节旋翼的螺旋升角，进而改变整个旋翼2的升力。
本实施例中，机架还包括固定于机身15底部的起落架4，起落架4形成有用于挂载重物的挂物结构，本实施例的起落架4为框架，框架的中心口可悬挂重物，提高本无人机的实用性。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种双发油动无人机，其特征在于：包括机架、沿周向均匀分布的多个旋翼、两个用于驱动多个所述翼缘同时转动的发动机、用于将两个所述发动机输出的动力耦合后分配至多个所述旋翼的传动系统。
2.根据权利要求1所述的双发油动无人机，其特征在于：所述传动系统包括主传动机构和与多个所述翼缘一一对应设置的多个旋翼驱动机构；所述主传动机构包括同时接受两个所述发动机输出的动力的并车齿轮；所述翼缘驱动机构包括与所述旋翼一一对应的多个分动齿轮；多个所述分动齿轮沿周向均布排列并依次啮合；所述并车齿轮用于将动力传递至其中一个分动齿轮从而带动多个所述分动齿轮同时转动。
3.根据权利要求2所述的双发油动无人机，其特征在于：所述旋翼驱动机构还包括传动轴、第一锥齿轮副和第二锥齿轮副；所述传动轴内端通过第一锥齿轮副接受所述分动齿轮的动力，传动轴外端通过第二锥齿轮副将动力输出至旋翼。
4.根据权利要求3所述的双发油动无人机，其特征在于：所述主传动机构还包括对应固定于两个所述发动机的输出轴的两个输出齿轮、与所述分动齿轮同轴固定的传动齿轮，设置于所述传动齿轮与分动齿轮之间的过渡双联齿轮；两个所述输出齿轮同时啮合于所述并车齿轮；所述过渡双联齿轮的第一齿轮啮合于所述传动齿轮，过渡双联齿轮第二齿轮啮合于所述分动齿轮。
5.根据权利要求4所述的双发油动无人机，其特征在于：所述机架包括圆柱形机身和沿周向分布并固定于机身的悬臂；所述发动机固定于所述机身顶部，主传动机构位于所述机身内，所述传动轴布置于所述悬臂上。
6.根据权利要求5所述的双发油动无人机，其特征在于：所述旋翼驱动机构还包括固定于所述悬臂外端的齿轮箱，所述第二锥齿轮副密封于所述齿轮箱内。
7.根据权利要求6所述的双发油动无人机，其特征在于：所述悬臂为顶部开口的箱梁，箱梁的两侧壁沿其纵向分布有减重孔。
8.根据权利要求7所述的双发油动无人机，其特征在于：还包括用于改变旋翼的升角的变桨距装置。
9.根据权利要求8所述的双发油动无人机，其特征在于：所述机架还包括固定于机身底部的起落架，所述起落架形成有用于挂载重物的挂物结构。
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