CN111120158A - 一种无人机小型汽油发动机低温点火保障装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无人机小型汽油发动机低温点火保障装置，包括无人机本体，所述无人机本体下端设有自动补氧机构，其特征在于，所述无人机本体下表面设有进气调节机构，所述进气调节机构一侧设有热量回收机构。本发明的有益效果是，通过进气调节机构的作用可以调节进气的方式，使发动机在刚启动的时候通过进气口的空气有较高的温度，通过热量回收机构的作用可以有效收集废气产生的热量，并且解决了热量回收机构内部的积碳问题。

Description

一种无人机小型汽油发动机低温点火保障装置

技术领域

本发明涉及无人机低温点火技术领域，更具体的说，涉及一种无人机小型汽油发动机低温点火保障装置。

背景技术

由于无人机的无人驾驶的特性，使得无人机的使用区域非常广阔，其飞行范围往往会接触到环境极端的领域，例如高空、低氧、低温，这些恶劣的环境会影响到无人机的正常工作，当温度过低或者空气中含氧量过低的时候容易造成发动机熄火；

现有的点火保障装置例如专利号为201410024699.5的专利，其结构虽然能够利用发动机排出废气的热量，对进气口的空气进行加温，但是其结构内部是比较密集的吸热板，容易造成积碳，易发生堵塞的问题，由于排气的气流速度较快且进气方式单一，在启动后的几秒内，仅依靠收集废气的热量不足以使进气口保持较高的温度。

发明内容

针对以上缺陷，本发明提供一种无人机小型汽油发动机低温点火保障装置，以解决的问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种无人机小型汽油发动机低温点火保障装置，包括无人机本体，所述无人机本体下端设有自动补氧机构，所述无人机本体下表面设有进气调节机构，所述进气调节机构一侧设有热量回收机构；

所述进气调节机构包括无人机本体内表面的发动机本体，发动机本体一端安装有排气管，发动机本体另一端安装有进气管，进气管侧表面安装有L形连接管，L形连接管一端与进气管固定连接，L形连接管一端安装有盘管，盘管与发动机本体固定连接，盘管一端开有冷气进口一；所述L形连接管和进气管侧表面各安装有密封套管，L形连接管和进气管侧表面各开有弧形豁口，弧形豁口设有三个，L形连接管和进气管侧表面各设有轴承一，轴承一外表面安装有转动环，转动环侧表面安装有销轴一，销轴一侧表面安装有弧形连杆，弧形连杆与销轴一铰接，弧形豁口一端安装有转动叶片，转动叶片一端与弧形豁口铰接，转动叶片侧表面与弧形连杆铰接；所述转动环侧表面安装有蜗轮一；所述密封套管侧表面安装有密封轴承，密封轴承与蜗轮一的位置相对应，密封轴承内表面安装有转动轴，转动轴一端安装有与蜗轮一互相啮合的蜗杆一；所述进气管一侧安装有双轴电机，双轴电机与无人机本体固定连接，双轴电机输出端与其中一个转动轴固定连接，双轴电机另一个输出端安装有伞齿轮一，转动轴一端安装有旋转轴，旋转轴安装在靠近L形连接管一侧的转动轴上，旋转轴一端安装有与伞齿轮一互相啮合的伞齿轮二，旋转轴一端安装有轴承二，轴承二外圈与无人机本体固定连接；

所述热量回收机构包括排气管一侧的安装盒一，安装盒一一端与排气管处于互通的状态，安装盒一另一端安装有出气管，安装盒一侧表面安装有轴承三，轴承三设有两个，轴承三内表面安装有短轴一，短轴一一端安装有蜗轮二，短轴一另一端安装有转动盘一；所述安装盒一另一侧表面安装有轴承四，轴承四内表面安装有短轴二，短轴二一端安装有传动轮三，短轴二另一端安装有转动盘二，转动盘二和转动盘一侧表面各安装有销轴二，销轴二侧表面安装有连接板，连接板两端与销轴二铰接；所述连接板下表面和安装盒一下端上表面各开有矩形槽，矩形槽设有多个，矩形槽侧表面安装有固定轴，固定轴外表面安装有吸热板，吸热板下端与固定轴铰接，固定轴两侧安装有扭力弹簧，扭力弹簧一端与矩形槽固定连接，扭力弹簧另一端与吸热板固定连接；所述安装盒一外表面安装有安装盒二，安装盒二无人机本体固定连接，安装盒二上表面安装有立式轴承，立式轴承内表面安装有传动轴一，传动轴一一端安装有与传动轮三互相啮合的传动轮二，传动轴一另一端安装有蜗轮三；所述双轴电机输出端安装有传动轴二，传动轴二一端安装有蜗杆二，蜗杆二上侧与蜗轮三互相啮合，蜗杆二下侧与蜗轮二互相啮合。

进一步的，所述自动补氧机构包括无人机本体下端的固定筒，固定筒内表面安装有氧气瓶，固定筒侧表面安装有空心管，空心管内表面安装有连接轴，连接轴一端安装有固定盖，连接轴另一端安装有压缩弹簧；所述进气管侧表面安装有电磁阀，电磁阀与氧气瓶输出端处于互通的状态。

进一步的，所述盘管内表面安装有导热板。

进一步的，所述传动轴二侧表面安装有固定轴承。

进一步的，所述安装盒一处于封闭的状态；所述安装盒二一侧开有冷气进口二，冷气进口一、冷气进口二、进气管一端各安装有发动机进气过滤器；所述安装盒二侧表面与L形连接管之间处于互通的状态。

进一步的，所述安装盒一与安装盒二之间通过轴承三和轴承四固定连接，安装盒一与安装盒二之间处于分离的状态。

进一步的，所述发动机本体输出端安装有旋翼；所述进气管内表面安装有电阻发热丝。

本发明的有益效果是：通过进气调节机构的作用可以调节进气的方式，使发动机在刚启动的时候，使通过进气口的空气有较高的温度，通过热量回收机构的作用可以有效收集废气产生的热量，并且解决了热量回收机构内部的积碳问题。

附图说明

图1是本发明所述一种无人机小型汽油发动机低温点火保障装置的结构示意图；

图2是盘管的横截面示意图；

图3是转动叶片的示意图；

图4是转动叶片的状态示意图；

图5是进气调节机构的局部示意图；

图6是进气调节机构的放大示意图；

图7是进气调节机构的俯视示意图；

图8是热量回收机构的俯视示意图；

图9是安装盒一的横截面示意图；

图10是吸热板的状态示意图；

图11是热量回收机构的侧视示意图；

图12是矩形槽的放大示意图；

图13是自动补氧机构的放大示意图；

图中，1、无人机本体；2、发动机本体；3、排气管；4、进气管；5、L形连接管；6、盘管；7、冷气进口一；8、密封套管；9、弧形豁口；10、轴承一；11、转动环；12、销轴一；13、弧形连杆；14、转动叶片；15、蜗轮一；16、密封轴承；17、转动轴；18、蜗杆一；19、双轴电机；20、伞齿轮一；21、旋转轴；22、伞齿轮二；23、轴承二；24、安装盒一；25、出气管；26、轴承三；27、短轴一；28、蜗轮二；29、转动盘一；30、轴承四；31、短轴二；32、传动轮三；33、转动盘二；34、销轴二；35、连接板；36、矩形槽；37、固定轴；38、吸热板；39、扭力弹簧；40、安装盒二；41、立式轴承；42、传动轴一；43、传动轮二；44、蜗轮三；45、传动轴二；46、蜗杆二；47、固定筒；48、氧气瓶；49、空心管；50、连接轴；51、固定盖；52、压缩弹簧；53、电磁阀；54、导热板；55、固定轴承；56、冷气进口二；57、发动机进气过滤器；58、电阻发热丝。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行具体描述，如图1-13所示，一种无人机小型汽油发动机低温点火保障装置，包括无人机本体1，无人机本体1下端设有自动补氧机构，无人机本体1下表面设有进气调节机构，进气调节机构一侧设有热量回收机构；

进气调节机构包括无人机本体1内表面的发动机本体2，发动机本体2一端安装有排气管3，发动机本体2另一端安装有进气管4，进气管4侧表面安装有L形连接管5，L形连接管5一端与进气管4固定连接，L形连接管5一端安装有盘管6，盘管6与发动机本体2固定连接，盘管6一端开有冷气进口一7；L形连接管5和进气管4侧表面各安装有密封套管8，L形连接管5和进气管4侧表面各开有弧形豁口9，弧形豁口9设有三个，L形连接管5和进气管4侧表面各设有轴承一10，轴承一10外表面安装有转动环11，转动环11侧表面安装有销轴一12，销轴一12侧表面安装有弧形连杆13，弧形连杆13与销轴一12铰接，弧形豁口9一端安装有转动叶片14，转动叶片14一端与弧形豁口9铰接，转动叶片14侧表面与弧形连杆13铰接；转动环11侧表面安装有蜗轮一15；密封套管8侧表面安装有密封轴承16，密封轴承16与蜗轮一15的位置相对应，密封轴承16内表面安装有转动轴17，转动轴17一端安装有与蜗轮一15互相啮合的蜗杆一18；进气管4一侧安装有双轴电机19，双轴电机19与无人机本体1固定连接，双轴电机19输出端与其中一个转动轴17固定连接，双轴电机19另一个输出端安装有伞齿轮一20，转动轴17一端安装有旋转轴21，旋转轴21安装在靠近L形连接管5一侧的转动轴17上，旋转轴21一端安装有与伞齿轮一20互相啮合的伞齿轮二22，旋转轴21一端安装有轴承二23，轴承二23外圈与无人机本体1固定连接；

热量回收机构包括排气管3一侧的安装盒一24，安装盒一24一端与排气管3处于互通的状态，安装盒一24另一端安装有出气管25，安装盒一24侧表面安装有轴承三26，轴承三26设有两个，轴承三26内表面安装有短轴一27，短轴一27一端安装有蜗轮二28，短轴一27另一端安装有转动盘一29；安装盒一24另一侧表面安装有轴承四30，轴承四30内表面安装有短轴二31，短轴二31一端安装有传动轮三32，短轴二31另一端安装有转动盘二33，转动盘二33和转动盘一29侧表面各安装有销轴二34，销轴二34侧表面安装有连接板35，连接板35两端与销轴二34铰接；连接板35下表面和安装盒一24下端上表面各开有矩形槽36，矩形槽36设有多个，矩形槽36侧表面安装有固定轴37，固定轴37外表面安装有吸热板38，吸热板38下端与固定轴37铰接，固定轴37两侧安装有扭力弹簧39，扭力弹簧39一端与矩形槽36固定连接，扭力弹簧39另一端与吸热板38固定连接；安装盒一24外表面安装有安装盒二40，安装盒二40无人机本体1固定连接，安装盒二40上表面安装有立式轴承41，立式轴承41内表面安装有传动轴一42，传动轴一42一端安装有与传动轮三32互相啮合的传动轮二43，传动轴一42另一端安装有蜗轮三44；双轴电机19输出端安装有传动轴二45，传动轴二45一端安装有蜗杆二46，蜗杆二46上侧与蜗轮三44互相啮合，蜗杆二46下侧与蜗轮二28互相啮合。

自动补氧机构包括无人机本体1下端的固定筒47，固定筒47内表面安装有氧气瓶48，固定筒47侧表面安装有空心管49，空心管49内表面安装有连接轴50，连接轴50一端安装有固定盖51，连接轴50另一端安装有压缩弹簧52；进气管4侧表面安装有电磁阀53，电磁阀53与氧气瓶48输出端处于互通的状态，通过自动补氧机构的作用可以使发动机在运作的时候有更充足的氧气。

盘管6内表面安装有导热板54，通过导热板54的作用可以使发动机产生的热量更快速的传递到盘管6内。

传动轴二45侧表面安装有固定轴承55。

安装盒一24处于封闭的状态；安装盒二40一侧开有冷气进口二56，冷气进口一7、冷气进口二56、进气管4一端各安装有发动机进气过滤器57；安装盒二40侧表面与L形连接管5之间处于互通的状态。

安装盒一24与安装盒二40之间通过轴承三26和轴承四30固定连接，安装盒一24与安装盒二40之间处于分离的状态，通过安装盒一24与安装盒二40的连接方式，可以使废气直接通过安装盒一24排出。

发动机本体2输出端安装有旋翼59；进气管4内表面安装有电阻发热丝58。

在本实施方案中，该设备的用电设备由外接的控制器进行控制，该装置安装有蓄电池，可以为用电器提供电能，该装置设计成两种进气方式，由于冷机启动的原因，发动机本身的热量和废气散发的热量不能够迅速传递到进气口内，所以在发动机气动之前和启动后的一段时间内，控制器控制电阻发热丝58进行工作，电阻发热丝58的工作使进气管4附近的空气加热，此时进气管4处于流通的状态，L形连接管5处于封闭的状态，之后在将发动机气动，此时冷空气从进气管4一端进入到发动机内，此时可根据无人机本体1的具体海拔高度来控制电磁阀53的开启以及开启程度，从而可以实现氧气的补充；

当发动机本体2工作一定时间之后，发动机本体2产生一定热量之后，控制器控制双轴电机19进行旋转，双轴电机19的旋转直接带动转动轴17、旋转轴21、传动轴二45同时旋转；转动轴17的旋转直接带动进气管4一侧的蜗杆一18进行转动，进气管4一侧的蜗杆一18带动转动环11进行转动，转动环11的转动带动销轴一12进行转动，销轴一12的转动带动弧形连杆13推动转动叶片14，转动叶片14受到弧形连杆13的推力进行旋转，由于转动叶片14一端与弧形豁口9铰接，最终三个转动叶片14处于闭合的状态，如图4所示，此时关闭电阻发热丝58，从而节省能源的消耗；旋转轴21通过伞齿轮一20的传动进行转动，通过伞齿轮一20和伞齿轮二22互相啮合的作用，旋转轴21的旋转方向与转动轴17的旋转方向相反，所以此时位于L形连接管5一侧的蜗杆一18处于倒转的状态，蜗杆一18的倒转带动转动环11转动，转动环11的转动间接带动转动叶片14带，如图3所示；此时冷空气从冷气进口一7和冷气进口二56进入到发动机内部；

冷空气从冷气进口一7进入到盘管6内，盘管6与发动机本体2紧密贴合，发动机本体2产生的热量会传递到盘管6内，利用发动机本体2工作时产生的负压，过导热板54的作用可以使盘管6内的热量通过气体的流动经过L形连接管5快速移动到发动机本体2内部，达到不消耗能源对进气口空气加热的目的；

发动机本体2排出废气的热量已传递到吸热板38和安装盒一24上表面，废气通过排气管3进入到安装盒24内部，之后通过出气管25排放到大气，此时发动机本体2已工作一段时间，冷空气从冷气进口二56进入到发动机内部，冷空气从冷气进口二56进入到安装盒二24内，此时可以将吸热板38收集的热量带到发动机内部，达到利用废气将空气加热的目的；

由于安装盒一24内长期流通废气，且吸热板38的设计较为密集，长期下来易产生积碳，当双轴电机19运转切换进气方式的同时，双轴电机19带动传动轴二45进行旋转，传动轴二45的旋转直接带动蜗杆二46进行旋转，蜗杆二46的旋转同时带动蜗轮二28、蜗轮三44旋转，蜗轮二28的旋转直接带动短轴一27、转动盘一29进行转动，蜗轮三44的旋转直接带动传动轴一42、传动轮二43进行旋转，传动轮二43的旋转带动传动轮三32进行旋转，传动轮三32的旋转带动短轴二31、转动盘二33与转动盘一29同步转动，转动盘一29、转动盘二33的转动带动连接板35做圆周运动，当连接板35带动上端的吸热板38运动时，会与下端的吸热板38发生接触，如图9所示，当转动盘一29、转动盘二33继续转动，吸热板38发生倾斜，如图10所示，吸热板38的接触使的吸热板38侧表面的积碳得到清理，吸热板38发生倾斜可以增加吸热板38之间的接触面积，从而使清理效果更加明显；

双轴电机19每次转动都可以切换进气方式一次，进气方式切换一次可以间接带动转动盘一29、转动盘二33同步转动一周，从而对吸热板38侧表面的积碳进行一次清理；当氧气瓶48需要更换的时候，手动拉动固定盖51并向一侧扭动，使氧气瓶48可以滑出固定筒47，通过压缩弹簧52的作用可以使固定盖51压紧氧气瓶48，达到固定的作用。

上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种无人机小型汽油发动机低温点火保障装置，包括无人机本体（1），所述无人机本体（1）下端设有自动补氧机构，其特征在于，所述无人机本体（1）下表面设有进气调节机构，所述进气调节机构一侧设有热量回收机构；

所述进气调节机构包括无人机本体（1）内表面的发动机本体（2），发动机本体（2）一端安装有排气管（3），发动机本体（2）另一端安装有进气管（4），进气管（4）侧表面安装有L形连接管（5），L形连接管（5）一端与进气管（4）固定连接，L形连接管（5）一端安装有盘管（6），盘管（6）与发动机本体（2）固定连接，盘管（6）一端开有冷气进口一（7）；所述L形连接管（5）和进气管（4）侧表面各安装有密封套管（8），L形连接管（5）和进气管（4）侧表面各开有弧形豁口（9），弧形豁口（9）设有三个，L形连接管（5）和进气管（4）侧表面各设有轴承一（10），轴承一（10）外表面安装有转动环（11），转动环（11）侧表面安装有销轴一（12），销轴一（12）侧表面安装有弧形连杆（13），弧形连杆（13）与销轴一（12）铰接，弧形豁口（9）一端安装有转动叶片（14），转动叶片（14）一端与弧形豁口（9）铰接，转动叶片（14）侧表面与弧形连杆（13）铰接；所述转动环（11）侧表面安装有蜗轮一（15）；所述密封套管（8）侧表面安装有密封轴承（16），密封轴承（16）与蜗轮一（15）的位置相对应，密封轴承（16）内表面安装有转动轴（17），转动轴（17）一端安装有与蜗轮一（15）互相啮合的蜗杆一（18）；所述进气管（4）一侧安装有双轴电机（19），双轴电机（19）与无人机本体（1）固定连接，双轴电机（19）输出端与其中一个转动轴（17）固定连接，双轴电机（19）另一个输出端安装有伞齿轮一（20），转动轴（17）一端安装有旋转轴（21），旋转轴（21）安装在靠近L形连接管（5）一侧的转动轴（17）上，旋转轴（21）一端安装有与伞齿轮一（20）互相啮合的伞齿轮二（22），旋转轴（21）一端安装有轴承二（23），轴承二（23）外圈与无人机本体（1）固定连接；

所述热量回收机构包括排气管（3）一侧的安装盒一（24），安装盒一（24）一端与排气管（3）处于互通的状态，安装盒一（24）另一端安装有出气管（25），安装盒一（24）侧表面安装有轴承三（26），轴承三（26）设有两个，轴承三（26）内表面安装有短轴一（27），短轴一（27）一端安装有蜗轮二（28），短轴一（27）另一端安装有转动盘一（29）；所述安装盒一（24）另一侧表面安装有轴承四（30），轴承四（30）内表面安装有短轴二（31），短轴二（31）一端安装有传动轮三（32），短轴二（31）另一端安装有转动盘二（33），转动盘二（33）和转动盘一（29）侧表面各安装有销轴二（34），销轴二（34）侧表面安装有连接板（35），连接板（35）两端与销轴二（34）铰接；所述连接板（35）下表面和安装盒一（24）下端上表面各开有矩形槽（36），矩形槽（36）设有多个，矩形槽（36）侧表面安装有固定轴（37），固定轴（37）外表面安装有吸热板（38），吸热板（38）下端与固定轴（37）铰接，固定轴（37）两侧安装有扭力弹簧（39），扭力弹簧（39）一端与矩形槽（36）固定连接，扭力弹簧（39）另一端与吸热板（38）固定连接；所述安装盒一（24）外表面安装有安装盒二（40），安装盒二（40）无人机本体（1）固定连接，安装盒二（40）上表面安装有立式轴承（41），立式轴承（41）内表面安装有传动轴一（42），传动轴一（42）一端安装有与传动轮三（32）互相啮合的传动轮二（43），传动轴一（42）另一端安装有蜗轮三（44）；所述双轴电机（19）输出端安装有传动轴二（45），传动轴二（45）一端安装有蜗杆二（46），蜗杆二（46）上侧与蜗轮三（44）互相啮合，蜗杆二（46）下侧与蜗轮二（28）互相啮合。

2.根据权利要求1所述一种无人机小型汽油发动机低温点火保障装置，其特征在于，所述自动补氧机构包括无人机本体（1）下端的固定筒（47），固定筒（47）内表面安装有氧气瓶（48），固定筒（47）侧表面安装有空心管（49），空心管（49）内表面安装有连接轴（50），连接轴（50）一端安装有固定盖（51），连接轴（50）另一端安装有压缩弹簧（52）；所述进气管（4）侧表面安装有电磁阀（53），电磁阀（53）与氧气瓶（48）输出端处于互通的状态。

3.根据权利要求1所述一种无人机小型汽油发动机低温点火保障装置，其特征在于，所述盘管（6）内表面安装有导热板（54）。

4.根据权利要求1所述一种无人机小型汽油发动机低温点火保障装置，其特征在于，所述传动轴二（45）侧表面安装有固定轴承（55）。

5.根据权利要求1所述一种无人机小型汽油发动机低温点火保障装置，其特征在于，所述安装盒一（24）处于封闭的状态；所述安装盒二（40）一侧开有冷气进口二（56），冷气进口一（7）、冷气进口二（56）、进气管（4）一端各安装有发动机进气过滤器（57）；所述安装盒二（40）侧表面与L形连接管（5）之间处于互通的状态。

6.根据权利要求1所述一种无人机小型汽油发动机低温点火保障装置，其特征在于，所述安装盒一（24）与安装盒二（40）之间通过轴承三（26）和轴承四（30）固定连接，安装盒一（24）与安装盒二（40）之间处于分离的状态。

7.根据权利要求1所述一种无人机小型汽油发动机低温点火保障装置，其特征在于，所述发动机本体（2）输出端安装有旋翼（59）；所述进气管（4）内表面安装有电阻发热丝（58）。

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