CN110696576A - 一种水空两用的动力系统和无人巡检平台 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水空两用的动力系统和无人巡检平台，动力系统包括高扭动力子系统、低扭动力子系统和倾转结构，所述低扭动力子系统安装在无人巡检平台的前后轴上，所述高扭动力子系统安装在无人巡检平台的两侧轴上，所述无人巡检平台的两侧轴与倾转结构连接，所述两侧轴能在倾转结构作用下倾转。本发明通过对空中、水中的动力配比优化，同时满足空中、水中的工作需求，有较强的适应能力，同时将空中、水中的动力系统相互搭配，针对不同介质，提供不同的动力配比，达到效率最优，大幅提升无人巡检平台的巡航时间、动力系统寿命。通过缩小两侧螺旋桨尺寸，减小螺旋桨产生的陀螺效应，减轻倾转结构负载，提高安全系数。

Description

一种水空两用的动力系统和无人巡检平台
技术领域
本发明涉及水空无人巡检领域，更具体地，涉及一种水空两用的动力系统和无人巡检平台。
背景技术
针对水空介质差异，空中无人巡检平台需要较大尺寸、较小螺距螺旋桨与低扭力高转速电机配合，满足力效；水下无人巡检平台则需要较小尺寸、较大螺距的螺旋桨和高扭力低转速电机配合，满足力效。而水空两栖结合无人巡检平台需要同时满足空中、水中的动力要求。若将空中动力系统直接用于水中，或水中动力系统直接用于空中，受到水空介质密度的影响，无人巡检平台在空中、水中的动力系统混用效率极低，甚至出现失效的情况。
发明内容
本发明的首要目的是提供一种水空两用的动力系统，实现无人巡检平台跨水空介质工作。
本发明的进一步目的是提供一种水空两用的的无人巡检平台。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
一种水空两用的动力系统，为无人巡检平台提供动力，包括高扭动力子系统、低扭动力子系统和倾转结构，所述低扭动力子系统安装在无人巡检平台的前后轴上，所述高扭动力子系统安装在无人巡检平台的两侧轴上，所述无人巡检平台的两侧轴与倾转结构连接，所述两侧轴能在倾转结构作用下倾转，高扭动力子系统和低扭动力子系统呈十字形阵列排布。
优选地，所述高扭动力子系统包括第一高扭电机组、第二高扭电机组、第一双层共轴小尺寸大螺距螺旋桨和第二双层共轴小尺寸大螺距螺旋桨，所述第一高扭电机组与第一双层共轴小尺寸大螺距螺旋桨配合，安装在无人巡检平台的一侧轴上；所述第二高扭电机组与第二双层共轴小尺寸大螺距螺旋桨配合，安装在无人巡检平台的另一侧轴上；
螺旋桨尺寸越大，旋转时产生陀螺效应越大，导致螺旋桨倾角难以改变，这将大幅增加倾转结构负载，甚至导致倾转结构失效，该无人巡检平台通过缩小两侧螺旋桨尺寸，减小螺旋桨产生的陀螺效应，减轻倾转结构负载，提高安全系数，同时，使用高扭电机满足空中工作的力效。
优选地，所述低扭动力子系统包括第一低扭电机组、第二低扭电机组、第一双层共轴大尺寸小螺距螺旋桨和第二双层共轴大尺寸小螺距螺旋桨，所述第一低扭电机组与第一双层共轴大尺寸小螺距螺旋桨配合，安装在无人巡检平台的前轴上；所述第二低扭电机组与第二双层共轴大尺寸小螺距螺旋桨配合，安装在无人巡检平台的后轴上。
优选地，第一双层共轴大尺寸小螺距螺旋桨和第二双层共轴大尺寸小螺距螺旋桨的浆面平行于水平面。
优选地，所述动力系统包括空中工作模式和水下工作模式，其中：空中工作模式时，低扭动力子系统提供主要升力，高扭动力子系统辅助无人巡检平台平衡；
水下工作模式时，无人巡检平台两侧轴在倾转结构控制下倾转，使得两侧轴上的高扭动力子系统倾转，作为水下推进装置，提供向前推力，前后轴的低扭动力子系统提供必要的俯仰平衡和水下升力。
优选地，所述高扭电机组使用两个低KV值电机组成，一个低KV值电机控制一层小尺寸大螺距螺旋桨，所述低扭电机组使用两个高KV值电机组成，一个高KV值电机控制一层大尺寸小螺距螺旋桨。
一种水空两用的无人巡检平台，所述无人巡检平台安装有上述所述的水空两用的动力系统。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：
本发明通过对空中、水中的动力配比优化，同时满足空中、水中的工作需求，有较强的适应能力，同时将空中、水中的动力系统相互搭配，针对不同介质，提供不同的动力配比，达到效率最优，大幅提升无人巡检平台的巡航时间、动力系统寿命。通过缩小两侧螺旋桨尺寸，减小螺旋桨产生的陀螺效应，减轻倾转结构负载，提高安全系数。
附图说明
图1为低扭动力子系统的局部示意图。
图2为高扭动力子系统的局部示意图。
图3为安装有水空两用的动力系统的无人巡检平台示意图。
图中，1为低扭动力子系统，11为第一低扭电机组，12为第一双层共轴大尺寸小螺距螺旋桨，2为高扭动力子系统，21为第一高扭电机组，22为第一双层共轴小尺寸大螺距螺旋桨，3为无人巡检平台，4为倾转结构。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；
对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例1
本实施例提供一种水空两用的动力系统，为无人巡检平台3提供动力，包括高扭动力子系统2、低扭动力子系统1和倾转结构4，所述低扭动力子系统1安装在无人巡检平台3的前后轴上，所述高扭动力子系统2安装在无人巡检平台3的两侧轴上，所述无人巡检平台3的两侧轴与倾转结构4连接，所述两侧轴能在倾转结构4作用下倾转。
所述高扭动力子系统2包括第一高扭电机组21、第二高扭电机组、第一双层共轴小尺寸大螺距螺旋桨22和第二双层共轴小尺寸大螺距螺旋桨，如图1，所述第一高扭电机组21与第一双层共轴小尺寸大螺距螺旋桨22配合，安装在无人巡检平台3的一侧轴上；所述第二高扭电机组与第二双层共轴小尺寸大螺距螺旋桨配合，安装在无人巡检平台3的另一侧轴上。
所述低扭动力子系统1包括第一低扭电机组11、第二低扭电机组、第一双层共轴大尺寸小螺距螺旋桨12和第二双层共轴大尺寸小螺距螺旋桨，如图2，所述第一低扭电机组11与第一双层共轴大尺寸小螺距螺旋桨12配合，安装在无人巡检平台3的前轴上；所述第二低扭电机组与第二双层共轴大尺寸小螺距螺旋桨配合，安装在无人巡检平台3的后轴上。
第一双层共轴大尺寸小螺距螺旋桨12和第二双层共轴大尺寸小螺距螺旋桨的浆面平行于水平面。
所述动力系统包括空中工作模式和水下工作模式，其中：
空中工作模式时，低扭动力子系统1提供主要升力，高扭动力子系统2辅助无人巡检平台3平衡；
水下工作模式时，无人巡检平台3两侧轴在倾转结构4控制下倾转，使得两侧轴上的高扭动力子系统2倾转，作为水下推进装置，提供向前推力，前后轴的低扭动力子系统1提供必要的俯仰平衡和水下升力。
所述高扭电机组使用两个低KV值电机组成，一个低KV值电机控制一层小尺寸大螺距螺旋桨，所述低扭电机组使用两个高KV值电机组成，一个高KV值电机控制一层大尺寸小螺距螺旋桨。
实施例2
本实施例提供一种水空两用的无人巡检平台3，如图3，所述无人巡检平台3安装有实施例1所述的水空两用的动力系统。
相同或相似的标号对应相同或相似的部件；
附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种水空两用的动力系统，为无人巡检平台提供动力，其特征在于，包括高扭动力子系统、低扭动力子系统和倾转结构，所述低扭动力子系统安装在无人巡检平台的前后轴上，所述高扭动力子系统安装在无人巡检平台的两侧轴上，所述无人巡检平台的两侧轴与倾转结构连接，所述两侧轴能在倾转结构作用下倾转。
2.根据权利要求1所述的水空两用的动力系统，其特征在于，所述高扭动力子系统包括第一高扭电机组、第二高扭电机组、第一双层共轴小尺寸大螺距螺旋桨和第二双层共轴小尺寸大螺距螺旋桨，所述第一高扭电机组与第一双层共轴小尺寸大螺距螺旋桨配合，安装在无人巡检平台的一侧轴上；所述第二高扭电机组与第二双层共轴小尺寸大螺距螺旋桨配合，安装在无人巡检平台的另一侧轴上。
3.根据权利要求2所述的水空两用的动力系统，其特征在于，所述低扭动力子系统包括第一低扭电机组、第二低扭电机组、第一双层共轴大尺寸小螺距螺旋桨和第二双层共轴大尺寸小螺距螺旋桨，所述第一低扭电机组与第一双层共轴大尺寸小螺距螺旋桨配合，安装在无人巡检平台的前轴上；所述第二低扭电机组与第二双层共轴大尺寸小螺距螺旋桨配合，安装在无人巡检平台的后轴上。
4.根据权利要求3所述的水空两用的动力系统，其特征在于，第一双层共轴大尺寸小螺距螺旋桨和第二双层共轴大尺寸小螺距螺旋桨的浆面平行于水平面。
5.根据权利要求4所述的水空两用的动力系统，其特征在于，所述动力系统包括空中工作模式和水下工作模式，其中：
空中工作模式时，低扭动力子系统提供主要升力，高扭动力子系统辅助无人巡检平台平衡；
水下工作模式时，无人巡检平台两侧轴在倾转结构控制下倾转，使得两侧轴上的高扭动力子系统倾转，作为水下推进装置，提供向前推力，前后轴的低扭动力子系统提供必要的俯仰平衡和水下升力。
6.根据权利要求5所述的水空两用的动力系统，其特征在于，所述高扭电机组使用两个低KV值电机组成，一个低KV值电机控制一层小尺寸大螺距螺旋桨，所述低扭电机组使用两个高KV值电机组成，一个高KV值电机控制一层大尺寸小螺距螺旋桨。
7.一种水空两用的无人巡检平台，其特征在于，所述无人巡检平台安装有权利要求1至6任一项所述的水空两用的动力系统。
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