CN109733622A - 一种油电混动无人机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种油电混动无人机，包括机架，在机架上设有螺旋桨、油箱、发动机和控制系统，螺旋桨设置的电机轴位于同一圆周上，油箱位于圆周的圆心上。机架包括水平且并列固定连接的主框架和副框架，螺旋桨均通过机臂与主框架固定连接，油箱和发动机均位于副框架上，发动机与主框架分别位于油箱的两侧。将大重量的油箱设置在电机轴所在圆周的圆心处，使得无人机整体重心靠近电机轴所在圆周面且靠近该圆周的圆心，无人机转向摆动时，重心的摆矩小且摆动惯量小，致使无人机转向动作敏捷，控制稳定方便；另外，由于油箱位于电机轴所在圆周的圆心处，油箱内油量产生变化时，对螺旋桨的控制影响较小，增加无人机飞行的稳定性。

Description

一种油电混动无人机

技术领域

本发明涉及无人机，具体涉及一种油电混动无人机。

背景技术

近年来无人机市场的发展，小型无人机由于成本低、易于使用等特点，在消费和工业领域得到越来越广泛的使用。结构简单易维护和可垂直起降的方便性等优点迅速获得市场的认可。目前多旋翼无人机主要以电动为主，电池的低能量密度和使用寿命短等缺点严重制约了其在电力巡检，物流运输，公安消防，农业植保，测绘等领域的发展。本发明提供了一种油电混合动力无人机，相比传统的电池供电，采用油电混合动力能大大提高无人机的电驱动的精准控制，带来极低的使用成本和超长的续航时间。

现在油电混动无人机，机架、油箱和发动机均竖向设置且位于同一直线上，发动机获得油箱内燃料后为控制系统供电，控制系统控制螺旋桨转动使无人机飞行。在飞行过程中，这种结构在无人机变向时，由于重心位于无人机的下方，使得无人机在转向时，重心偏转后惯性较大，不利于控制；另外，竖向结构，在维修和维护时，需要拆除多个外在部件后才能接触到损坏部件，拆卸和装配都比较麻烦。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供一种油电混动无人机。

一种油电混动无人机，包括机架，在所述机架上设有螺旋桨、油箱、发动机和控制系统，其特征在于：所述螺旋桨设置的电机轴位于同一圆周上，所述油箱位于所述圆周的圆心上。

进一步为：所述机架包括水平且并列固定连接的主框架和副框架，所述螺旋桨均通过机臂与所述主框架固定连接，所述油箱和发动机均位于所述副框架上，所述发动机与所述主框架分别位于所述油箱的两侧。

进一步为：所述机臂包括两根短机臂和两根长机臂，以所述主框架、油箱和发动机的排列方向为正方向，记所述正方向上通过所述圆心的直线为中心线，所述两根短机臂呈V字型设置在所述主框架的前方且关于所述中心线对称设置，所述两根长机臂呈V字型设置在所述主框架的后方且关于所述中心线对称设置。

进一步为：所述副框架包括两跟横杆，所述两根横杆位于所述两根长机臂之间且关于所述中心线对称设置，所述油箱和发动机均固设在所述两根横杆上。

进一步为：所述主框架包括上主板和下主板，在所述上主板和下主板之间固定连接有机臂管夹，所述机臂管夹包括第一管夹和第二管夹，所述第一管夹包括方体型的管夹体，在所述管夹体的中部开设与所述短机臂相匹配的通孔；所述第二管夹包括背靠背设置的第一半筒型槽和第二半筒型槽，所述第一半筒型槽和第二半筒型槽两者的两端分别通过第一连接板和第二连接板固定连接，在所述第一半筒型槽和第二半筒型槽之间固定连接有加强板；

所述两根短机臂的端部均设有所述第一管夹且贯穿在所述管夹体的通孔内，在所述管夹体上位于所述通孔两侧的位置均固设有凸块，在所述通孔处设有第一弧形卡扣，所述第一弧形卡扣扣在所述短机臂上，所述第一弧形卡扣的两端分别与所述通孔两侧的凸块固定连接；所述管夹体的上端面和下端面分别与所述上主板和下主板固定连接；

所述两根长机臂的端部均设有所述第二管夹且均位于所述第一半筒型槽内，在所述第一半筒型槽的两端均设有第二弧形卡扣，所述第二弧形卡扣扣在所述长机臂上，所述第二弧形卡扣的两端分别与所述第一半筒型槽固定连接；所述两根横杆的内端部分别位于所述两根长机臂端部处所述第二管夹中的所述第二半筒型槽内；在所述第二半筒型槽的两端均设有第三弧形卡扣，所述第三弧形卡扣扣在所述横杆上且与所述第二半筒型槽固定连接；所述第一连接板和第二连接板两者的上端面和下端面分别与所述上主板和下主板固定连接。

进一步为：所述油箱位于所述两根横杆之间，在所述油箱的两侧面上对应所述横杆的位置均设有卡槽，所述横杆位于所述卡槽内并与所述卡槽贴合。

进一步为：在所述横杆上位于所述卡槽内的位置和固套有缓冲套，所述缓冲套与所述卡槽贴合。

进一步为：所述发动机位于所述两根横杆之间，在所述发动机的上部固设有支脚，所述支脚分布在所述发动机的四周且位于所述横杆的上方，在所述横杆上对应所述支脚的位置均固设有托板，在所述支脚和托板之间分布有胶墩，所述胶墩支撑在所述支脚和托板之间。

进一步为：在所述两根横杆之间固设有连接杆，所述两根横杆外端端部设有所述连接杆。

进一步为：所述控制系统设置在所述上主板上，在所述下主板上固定安装有包括摄像设备、照明设备、电力或管线巡检设备和激光雷达在内的吊装设备；在所述下主板上靠近所述油箱的位置固设脚架。

本发明的发明点及有益效果：将大重量的油箱设置在电机轴所在圆周的圆心处，使得无人机整体重心靠近电机轴所在圆周面且靠近该圆周的圆心，无人机转向摆动时，重心的摆矩小且摆动惯量小，致使无人机转向动作敏捷，控制稳定方便；另外，由于油箱位于电机轴所在圆周的圆心处，油箱内油量产生变化时，对螺旋桨的控制影响较小，增加无人机飞行的稳定性；将主框架、油箱、发动机依次横向设置且位于电机轴所在圆周的圆周面内，便于整体重心集中在油箱上，当螺旋桨动作时，机臂带动主框架时整机的动作反馈更快速明显，在无人机上增加吊装设备时，由于吊装设备和发动机关于整机重心的杠杆作用，使得增加吊装设备后对飞控转向的影响很小；将油箱和发动机均设置在两横杆上，且发动机通过胶墩设置在横杆尾端，胶墩对发动机的振动进行较大程度的一级减震，横杆传动后为二级减震，由于油箱内含有液体燃料，液体的减震效果好，油箱与横杆连接后对横杆产生较大程度的三级减震，使得横杆与主框架连接时的振动效果极小，从而减小发动机对飞控的影响。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为发明中机架的结构示意图；

图3为图2中A区域的结构放大图；

图4为本发明中第一管夹的结构示意图；

图5为本发明中第二管夹的结构示意图；

图6为本发明中油箱在机架上的装配结构示意图；

图7为本发明中油箱和缓冲套的装配结构示意图；

图8为本发明中托板和连接杆装配在机架上的结构示意图；

图9为图8中B区域的放大结构图；

图10为本发明中发动机与支脚的装配结构示意图；

图11为本发明中限位钉的结构示意图。

图中，11、上主板；12、下主板；13、短机臂；131、第一管夹；1311、管夹体；1312、通孔；1313、凸块；1314、第一弧形卡扣；14、长机臂；141、第二管夹；1411、第一连接板；1412、第三弧形卡扣；1413、第二半筒型槽；1414、加强板；1415、第二连接板；1416、第二弧形卡扣；1417、第一半筒型槽；15、横杆；16、支脚竖杆；17、支脚横杆；18、软套；2、油箱；21、缓冲套；211、套管；212、端边；22、油箱盖；23、吸油管入孔；24、过线孔；25、卡槽；26、凸身；31、第一托板；32、胶墩；33、第二托板；34、限位钉；341、软垫；342、钉杆；343、钉盘；35、连接杆；36、支架；4、发动机；41、固定板；411、支脚；412、胶墩安装孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做详细说明。需要说明的是，本发明实例中的左、中、右、上、下等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。

如图1所示，一种油电混动无人机，包括机架，在所述机架上设有螺旋桨、油箱2、发动机4和控制系统，所述螺旋桨设置的电机轴位于同一圆周上，所述油箱2位于所述圆周的圆心上。

其中，结合图2和图3所示，所述机架包括水平且并列固定连接的主框架和副框架，所述螺旋桨均通过机臂与所述主框架固定连接，所述油箱2和发动机4均位于所述副框架上，所述发动机4与所述主框架分别位于所述油箱2的两侧。所述机臂包括两根短机臂13和两根长机臂14，螺旋桨固定安装在两根短机臂13和两根长机臂14的外端部，以所述主框架、油箱2和发动机4的排列方向为正方向，记所述正方向上通过所述圆心的直线为中心线，所述两根短机臂13呈V字型设置在所述主框架的前方且关于所述中心线对称设置，所述两根长机臂14呈V字型设置在所述主框架的后方且关于所述中心线对称设置。所述副框架包括两跟平行设置的横杆15，所述两根横杆15位于所述两根长机臂14之间且关于所述中心线对称设置，所述油箱2和发动机4均固设在所述两根横杆15上；油箱2为方体型，在油箱2的上部设有油箱盖22和吸油管入孔23，在油箱2中部设有过线孔24，过线孔24用于穿设发动机4与控制系统之间的线路；

所述主框架包括上主板11和下主板12，在所述上主板11和下主板12之间固定连接有机臂管夹，所述机臂管夹包括第一管夹131和第二管夹141，结合图4和图5所示，所述第一管夹131包括方体型的管夹体1311，在所述管夹体1311的中部开设与所述短机臂13相匹配的通孔1312；所述第二管夹141包括背靠背设置的第一半筒型槽1417和第二半筒型槽1413，所述第一半筒型槽1417和第二半筒型槽1413两者的两端分别通过第一连接板1411和第二连接板1415固定连接，在所述第一半筒型槽1417和第二半筒型槽1413之间固定连接有加强板1414；

所述两根短机臂13的端部均设有所述第一管夹131且贯穿在所述管夹体1311的通孔1312内，在所述管夹体1311上位于所述通孔1312两侧的位置均固设有凸块1313，在所述通孔1312处设有第一弧形卡扣1314，所述第一弧形卡扣1314扣在所述短机臂13上，所述第一弧形卡扣1314的两端分别与所述通孔1312两侧的凸块1313固定连接；所述管夹体1311的上端面和下端面分别与所述上主板11和下主板12固定连接；

所述两根长机臂14的端部均设有所述第二管夹141且均位于所述第一半筒型槽1417内，在所述第一半筒型槽1417的两端均设有第二弧形卡扣1416，所述第二弧形卡扣1416扣在所述长机臂14上，所述第二弧形卡扣1416的两端分别与所述第一半筒型槽1417固定连接；所述两根横杆15的内端部分别位于所述两根长机臂14端部处所述第二管夹141中的所述第二半筒型槽1413内；在所述第二半筒型槽1413的两端均设有第三弧形卡扣1412，所述第三弧形卡扣1412扣在所述横杆15上且与所述第二半筒型槽1413固定连接；所述第一连接板1411和第二连接板1415两者的上端面和下端面分别与所述上主板11和下主板12固定连接；

所述控制系统设置在所述上主板11上，在所述下主板12上固定安装有包括摄像设备、照明设备、电力或管线巡检设备和激光雷达在内的吊装设备；在所述下主板12上靠近所述油箱2的位置固设脚架，脚架包括支脚竖杆16、支脚横杆17和软套18，支脚竖杆16上端与下主板12固定连接，支脚竖杆16的下端与支脚横杆17的中部固定连接，在支脚横杆17的两端均套有软套。

结合图6和图7所示，所述油箱2位于所述两根横杆15之间，在所述油箱2的两侧面上对应所述横杆15的位置均设有卡槽25，所述横杆15位于所述卡槽25内并与卡槽25贴合。

在所述横杆25上位于所述卡槽25内的位置和固套有缓冲套21，所述缓冲套21与所述卡槽25贴合；缓冲套21包括固套在横杆15上的管体211，在管体211的两端一体化设有翻边的端边212，端边212当在油箱2的侧面上，防止油箱2在缓冲套21上移动。

结合图8、图9和图10所示，所述发动机4位于所述两根横杆15之间，在所述发动机4的上部固设有支脚411，所述支脚411分布在所述发动机4的四周且位于所述横杆15上方，在所述横杆15上对应所述支脚411的位置均固设有托板，托板包括第一托板31和第二托板33，在两根横杆15的端部均设有第二托板33，第二托板33通过支架36与横杆15固定连接，第一托板31为长条形且位于两根横杆15的中部，第一托板31的两端端部均通过支架36与横杆15固定连接，在所述支脚411和托板之间分布有胶墩32，所述胶墩32支撑在所述支脚411和托板之间，在支脚411和托板之间设有限位钉34，结合图11所示，限位钉34包括钉杆342，钉杆342顶部与支脚411固定连接，钉杆342的下端贯穿在托板上设置的限位孔内，限位孔大于钉杆342的直径，在所述钉杆342的下端固定连接有钉盘343，使得钉杆342可以在限位孔内有一定的活动范围。在所述两根横杆15之间固设有连接杆35，所述两根横杆15外端端部设有所述连接杆35。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种油电混动无人机，包括机架，在所述机架上设有螺旋桨、油箱、发动机和控制系统，其特征在于：所述螺旋桨设置的电机轴位于同一圆周上，所述油箱位于所述圆周的圆心上。

2.根据权利要求1所述的一种油电混动无人机，其特征在于：所述机架包括水平且并列固定连接的主框架和副框架，所述螺旋桨均通过机臂与所述主框架固定连接，所述油箱和发动机均位于所述副框架上，所述发动机与所述主框架分别位于所述油箱的两侧。

3.根据权利要求2所述的一种油电混动无人机，其特征在于：所述机臂包括两根短机臂和两根长机臂，以所述主框架、油箱和发动机的排列方向为正方向，记所述正方向上通过所述圆心的直线为中心线，所述两根短机臂呈V字型设置在所述主框架的前方且关于所述中心线对称设置，所述两根长机臂呈V字型设置在所述主框架的后方且关于所述中心线对称设置。

4.根据权利要求3所述的一种油电混动无人机，其特征在于：所述副框架包括两跟横杆，所述两根横杆位于所述两根长机臂之间且关于所述中心线对称设置，所述油箱和发动机均固设在所述两根横杆上。

5.根据权利要求4所述的一种油电混动无人机，其特征在于：所述主框架包括上主板和下主板，在所述上主板和下主板之间固定连接有机臂管夹，所述机臂管夹包括第一管夹和第二管夹，所述第一管夹包括方体型的管夹体，在所述管夹体的中部开设与所述短机臂相匹配的通孔；所述第二管夹包括背靠背设置的第一半筒型槽和第二半筒型槽，所述第一半筒型槽和第二半筒型槽两者的两端分别通过第一连接板和第二连接板固定连接，在所述第一半筒型槽和第二半筒型槽之间固定连接有加强板；

所述两根短机臂的端部均设有所述第一管夹且贯穿在所述管夹体的通孔内，在所述管夹体上位于所述通孔两侧的位置均固设有凸块，在所述通孔处设有第一弧形卡扣，所述第一弧形卡扣扣在所述短机臂上，所述第一弧形卡扣的两端分别与所述通孔两侧的凸块固定连接；所述管夹体的上端面和下端面分别与所述上主板和下主板固定连接；

所述两根长机臂的端部均设有所述第二管夹且均位于所述第一半筒型槽内，在所述第一半筒型槽的两端均设有第二弧形卡扣，所述第二弧形卡扣扣在所述长机臂上，所述第二弧形卡扣的两端分别与所述第一半筒型槽固定连接；所述两根横杆的内端部分别位于所述两根长机臂端部处所述第二管夹中的所述第二半筒型槽内；在所述第二半筒型槽的两端均设有第三弧形卡扣，所述第三弧形卡扣扣在所述横杆上且与所述第二半筒型槽固定连接；所述第一连接板和第二连接板两者的上端面和下端面分别与所述上主板和下主板固定连接。

6.根据权利要求4或5所述的一种油电混动无人机，其特征在于：所述油箱位于所述两根横杆之间，在所述油箱的两侧面上对应所述横杆的位置均设有卡槽，所述横杆位于所述卡槽内并与所述卡槽贴合。

7.根据权利要求6所述的一种油电混动无人机，其特征在于：在所述横杆上位于所述卡槽内的位置和固套有缓冲套，所述缓冲套与所述卡槽贴合。

8.根据权利要求4或5所述的一种油电混动无人机，其特征在于：所述发动机位于所述两根横杆之间，在所述发动机的上部固设有支脚，所述支脚分布在所述发动机的四周且位于所述横杆的上方，在所述横杆上对应所述支脚的位置均固设有托板，在所述支脚和托板之间分布有胶墩，所述胶墩支撑在所述支脚和托板之间。

9.根据权利要求8所述的一种油电混动无人机，其特征在于：在所述两根横杆之间固设有连接杆，所述两根横杆外端端部设有所述连接杆。

10.根据权利要求1至5中任一权利要求所述的一种油电混动无人机，其特征在于：所述控制系统设置在所述上主板上，在所述下主板上固定安装有包括摄像设备、照明设备、电力或管线巡检设备和激光雷达在内的吊装设备；在所述下主板上靠近所述油箱的位置固设脚架。