CN110077582A - 一种带尾桨式、折叠、油电混合动力五旋翼无人飞行器 - Google Patents

一种带尾桨式、折叠、油电混合动力五旋翼无人飞行器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种带尾桨式、折叠、油电混合动力五旋翼无人飞行器，包括五旋翼无人飞行器机架和油电混合动力系统；所述油电混合动力系统安装在五旋翼无人飞行器机架上，所述五旋翼无人飞行器机架包括构架式起落架、第一电动旋翼支撑杆、发电传动系统安装架和复合支撑杆，所述油电混合动力系统包括电动旋翼、单杠活塞发动机、动力电池、发电带传动系统和主旋翼,电动旋翼和主旋翼均安装在五旋翼无人飞行器机架上且由通过活塞发动机安装架安装在五旋翼无人飞行器机架的单杠活塞发动机驱动转动。本发明设计新颖，通过设置的发电机及动力电池可有效增加旋翼类飞行器航行时间，提高动力系统可靠性，同时有效的降低了油耗。

Description

一种带尾桨式、折叠、油电混合动力五旋翼无人飞行器
技术领域
本发明涉及航空技术领域，具体是一种带尾桨式、折叠、油电混合动力五旋翼无人飞行器。
背景技术
无人飞行器又称无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“UAV”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，或者由车载计算机完全地或间歇地自主地操作。
随着航空科学技术的快速发展，旋翼类无人飞行器技术发展已经非常成熟，虽旋翼类飞行器种类非常多，但因其飞行气动效率低下和动力系统技术短板问题，限制了具有较大实用价值的应用工业级旋翼类飞行器的进一步推广和使用。本发明提供一种带尾桨式可拆折叠油电混合动力五旋翼无人飞行器，可很好解决以上问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种带尾桨式、折叠、油电混合动力五旋翼无人飞行器，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种带尾桨式、折叠、油电混合动力五旋翼无人飞行器，包括五旋翼无人飞行器机架和油电混合动力系统；所述油电混合动力系统安装在五旋翼无人飞行器机架上，五旋翼无人飞行器机架起到有效的承接作用，所述五旋翼无人飞行器机架包括构架式起落架、第一电动旋翼支撑杆、发电传动系统安装架和复合支撑杆,第一电动旋翼支撑杆设置有设置有三组且与复合支撑杆呈周向安装于发电传动系统安装架上，所述发电传动系统安装架的下端通过塞发动机安装架安装有构架式起落架，所述油电混合动力系统包括电动旋翼、单杠活塞发动机、动力电池、发电带传动系统和主旋翼,电动旋翼和主旋翼均安装在五旋翼无人飞行器机架上且由通过活塞发动机安装架安装在五旋翼无人飞行器机架的单杠活塞发动机驱动转动，所述单杠活塞发动机与安装在塞发动机安装架上的动力电池电连接，且动力电池还与发电机电连接，所述发电机通过发电带传动系统与主旋翼的转轴转动连接。
作为本发明进一步的方案：所述单杠活塞发动机上还电连接有稳压整流器。
作为本发明再进一步的方案：所述第一电动旋翼支撑杆和复合支撑杆上分别安装有电动旋翼。
作为本发明再进一步的方案：所述第一电动旋翼支撑杆包括端固定杆和折叠杆，端固定杆的一端侧边通过折叠转轴与折叠杆转动连接，且端固定杆远离折叠转轴的侧边通过固定螺钉与折叠杆固定连接。
作为本发明再进一步的方案：所述电动旋翼包括电机座、无刷直流电机和旋翼,旋翼安装在无刷直流电机的输出轴上，无刷直流电机通过电机座与折叠杆固定连接，所述无刷直流电机通过电调与动力电池电连接。
作为本发明再进一步的方案：所述复合支撑杆包括第二电动旋翼支撑杆、六角型杆和电动尾桨，第二电动旋翼支撑杆的一端固定在发电传动系统安装架上，另一端与六角型杆插接，电动尾桨安装在六角型杆远离第二电动旋翼支撑杆的一端且垂直于六角型杆设置。
作为本发明再进一步的方案：所述电动尾桨包括尾桨、尾桨电机和尾桨电机座,尾桨电机通过尾桨电机座安装在六角型杆上，尾桨电机座的输出轴与尾桨固定连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明设计新颖，通过设置的发电机及动力电池可有效增加旋翼类飞行器航行时间，提高动力系统可靠性，同时有效的降低了油耗；可根据作业情况有效增加负载。
附图说明
图1为带尾桨式、折叠、油电混合动力五旋翼无人飞行器的结构示意图。
图2为带尾桨式、折叠、油电混合动力五旋翼无人飞行器的另一结构示意图。
图3为带尾桨式、折叠、油电混合动力五旋翼无人飞行器的又一结构示意图。
图4为带尾桨式、折叠、油电混合动力五旋翼无人飞行器中第一电动旋翼支撑杆的结构示意图。
图5为带尾桨式、折叠、油电混合动力五旋翼无人飞行器中复合支撑杆的结构示意图。
图6为带尾桨式、折叠、油电混合动力五旋翼无人飞行器的三个第一电动旋翼支撑杆折叠状态示意图。
图7为带尾桨式、折叠、油电混合动力五旋翼无人飞行器全折叠状态示意图。
图8为带尾桨式、折叠、油电混合动力五旋翼无人飞行器全折叠状态(拆卸尾桨)示意图。
图中：1.五旋翼无人飞行器机架、2.油电混合动力系统、1-1.构架式起落架、1-2.活塞发动机安装架、1-3.第一电动旋翼支撑杆、1-4.发电传动系统安装架、1-5.复合支撑杆、2-1.电动旋翼、2-2.稳压整流器、2-3.单杠活塞发动机、2-4.动力电池、2-5.发电机、2-6.电动尾桨、2-7.发电带传动系统、2-8.主旋翼、1-3-1.端固定杆、1-3-2.固定螺钉、1-3-3.折叠转轴、1-3-4.折叠杆、1-3-5.电调、1-3-6.电机座、1-3-7.无刷直流电机、1-3-8.旋翼、1-5-1.第二电动旋翼支撑杆、1-5-2.六角型杆、1-5-3.尾桨、1-5-4.尾桨电机、1-5-5.尾桨电机座。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
请参阅图1～8，本发明实施例中，一种带尾桨式、折叠、油电混合动力五旋翼无人飞行器，包括五旋翼无人飞行器机架1和油电混合动力系统2；所述油电混合动力系统2安装在五旋翼无人飞行器机架1上，五旋翼无人飞行器机架1起到有效的承接作用，所述五旋翼无人飞行器机架1包括构架式起落架1-1、第一电动旋翼支撑杆1-3、发电传动系统安装架1-4和复合支撑杆1-5,第一电动旋翼支撑杆1-3设置有设置有三组且与复合支撑杆1-5呈周向安装于发电传动系统安装架1-4上，所述发电传动系统安装架1-4的下端通过塞发动机安装架1-2安装有构架式起落架1-1，所述构架式起落架1-1包括构架和2个支撑杆，2个支撑杆相平行，所述构架与所述支撑杆相垂直固定，所述构架位于所述支撑杆的上方，所述构架呈“冂”结构，所述构架的两顶角处设有固定杆，所述固定杆与所述构架两边围成三角形结构，所述2包括电动旋翼2-1、单杠活塞发动机2-3、动力电池2-4、发电带传动系统2-7和主旋翼2-8,电动旋翼2-1和主旋翼2-8均安装在五旋翼无人飞行器机架1上且由通过活塞发动机安装架1-2安装在五旋翼无人飞行器机架1的单杠活塞发动机2-3驱动转动，所述单杠活塞发动机2-3与安装在塞发动机安装架1-2上的动力电池2-4电连接，且动力电池2-4还与发电机2-5电连接，所述发电机2-5通过发电带传动系统2-7与主旋翼2-8的转轴转动连接，主旋翼2-8转动时通过发电带传动系统2-7带动发电机2-5进行发电，发电存储于动力电池2-4内，实现蓄电，从而实现飞行器动力电池2-4可拆卸单独充电，也适合中低负荷情况下通过飞行器发电机2-5为动力电池2-4进行充电，有效增加旋翼类飞行器航行时间。
需说明的是，油电混合动力系统2的动力电池2-4可实现拆卸充电和机上发电充电两种模式，其电池容量必须保证满电情况下，飞行器载荷一般载重情况下，单杠活塞发动机2-3空中停车，依靠电动升力可持续飞行3min以上。
优选的，所述单杠活塞发动机2-3上还电连接有稳压整流器2-2，确保动力电池2-4的电流进入到单杠活塞发动机2-3内的稳定性，进而提高飞行器飞行的稳定性。
进一步来说，所述第一电动旋翼支撑杆1-3和复合支撑杆1-5上分别安装有电动旋翼2-1，用于起飞时的动力提供。
具体来说，所述第一电动旋翼支撑杆1-3包括端固定杆1-3-1和折叠杆1-3-4，端固定杆1-3-1的一端侧边通过折叠转轴1-3-3与折叠杆1-3-4转动连接，且端固定杆1-3-1远离折叠转轴1-3-3的侧边通过固定螺钉1-3-2与折叠杆1-3-4固定连接，从而可实现端固定杆1-3-1与折叠杆1-3-4的折叠收放。
再进一步来说，所述电动旋翼2-1包括电机座1-3-6、无刷直流电机1-3-7和旋翼1-3-8,旋翼1-3-8安装在无刷直流电机1-3-7的输出轴上，无刷直流电机1-3-7通过电机座1-3-6与折叠杆1-3-4固定连接，所述无刷直流电机1-3-7通过电调1-3-5与动力电池2-4电连接，无刷直流电机1-3-7工作时带动旋翼1-3-8转动。
实施例二
本发明在具体实施过程中还对1-5进行了详细说明，具体的，所述复合支撑杆1-5包括第二电动旋翼支撑杆1-5-1、六角型杆1-5-2和电动尾桨2-6，第二电动旋翼支撑杆1-5-1的一端固定在发电传动系统安装架1-4上，另一端与六角型杆1-5-2插接，电动尾桨2-6安装在六角型杆1-5-2远离第二电动旋翼支撑杆1-5-1的一端且垂直于六角型杆1-5-2设置。
具体的，所述电动尾桨2-6包括尾桨1-5-3、尾桨电机1-5-4和尾桨电机座1-5-5,尾桨电机1-5-4通过尾桨电机座1-5-5安装在六角型杆1-5-2上，尾桨电机座1-5-5的输出轴与尾桨1-5-3固定连接，尾桨电机座1-5-5驱动尾桨1-5-3转动从而起到转向的作用。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种带尾桨式、折叠、油电混合动力五旋翼无人飞行器，包括五旋翼无人飞行器机架(1)和油电混合动力系统(2)；所述油电混合动力系统(2)安装在五旋翼无人飞行器机架(1)上，其特征在于，
所述五旋翼无人飞行器机架(1)包括构架式起落架(1-1)、第一电动旋翼支撑杆(1-3)、发电传动系统安装架(1-4)和复合支撑杆(1-5),第一电动旋翼支撑杆(1-3)设置有设置有三组且与复合支撑杆(1-5)呈周向安装于发电传动系统安装架(1-4)上，所述发电传动系统安装架(1-4)的下端通过塞发动机安装架(1-2)安装有构架式起落架(1-1)；
所述油电混合动力系统(2)包括电动旋翼(2-1)、单杠活塞发动机(2-3)、动力电池(2-4)、发电带传动系统(2-7)和主旋翼(2-8),电动旋翼(2-1)和主旋翼(2-8)均安装在五旋翼无人飞行器机架(1)上且由通过活塞发动机安装架(1-2)安装在五旋翼无人飞行器机架(1)的单杠活塞发动机(2-3)驱动转动，所述单杠活塞发动机(2-3)与安装在塞发动机安装架(1-2)上的动力电池(2-4)电连接，且动力电池(2-4)还与发电机(2-5)电连接，所述发电机(2-5)通过发电带传动系统(2-7)与主旋翼(2-8)的转轴转动连接。
2.根据权利要求1所述的一种带尾桨式、折叠、油电混合动力五旋翼无人飞行器，其特征在于，所述单杠活塞发动机(2-3)上还电连接有稳压整流器(2-2)。
3.根据权利要求1所述的一种带尾桨式、折叠、油电混合动力五旋翼无人飞行器，其特征在于，所述第一电动旋翼支撑杆(1-3)和复合支撑杆(1-5)上分别安装有电动旋翼(2-1)。
4.根据权利要求3所述的一种带尾桨式、折叠、油电混合动力五旋翼无人飞行器，其特征在于，所述第一电动旋翼支撑杆(1-3)包括端固定杆(1-3-1)和折叠杆(1-3-4)，端固定杆(1-3-1)的一端侧边通过折叠转轴(1-3-3)与折叠杆(1-3-4)转动连接，且端固定杆(1-3-1)远离折叠转轴(1-3-3)的侧边通过固定螺钉(1-3-2)与折叠杆(1-3-4)固定连接。
5.根据权利要求3所述的一种带尾桨式、折叠、油电混合动力五旋翼无人飞行器，其特征在于，所述电动旋翼(2-1)包括电机座(1-3-6)、无刷直流电机(1-3-7)和旋翼(1-3-8),旋翼(1-3-8)安装在无刷直流电机(1-3-7)的输出轴上，无刷直流电机(1-3-7)通过电机座(1-3-6)与折叠杆(1-3-4)固定连接，所述无刷直流电机(1-3-7)通过电调(1-3-5)与动力电池(2-4)电连接。
6.根据权利要求1所述的一种带尾桨式、折叠、油电混合动力五旋翼无人飞行器，其特征在于，所述复合支撑杆(1-5)包括第二电动旋翼支撑杆(1-5-1)、六角型杆(1-5-2)和电动尾桨(2-6)，第二电动旋翼支撑杆(1-5-1)的一端固定在发电传动系统安装架(1-4)上，另一端与六角型杆(1-5-2)插接，电动尾桨(2-6)安装在六角型杆(1-5-2)远离第二电动旋翼支撑杆(1-5-1)的一端且垂直于六角型杆(1-5-2)设置。
7.根据权利要求6所述的一种带尾桨式、折叠、油电混合动力五旋翼无人飞行器，其特征在于，所述电动尾桨(2-6)包括尾桨(1-5-3)、尾桨电机(1-5-4)和尾桨电机座(1-5-5),尾桨电机(1-5-4)通过尾桨电机座(1-5-5)安装在六角型杆(1-5-2)上，尾桨电机座(1-5-5)的输出轴与尾桨(1-5-3)固定连接。
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