CN202226062U

CN202226062U - 一种水空两用无人机的动力装置

Info

Publication number: CN202226062U
Application number: CN201120195181XU
Authority: CN
Inventors: 王云; 朱莎
Original assignee: Nanchang Hangkong University
Current assignee: Nanchang Hangkong University
Priority date: 2011-12-27
Filing date: 2011-12-27
Publication date: 2012-05-23
Anticipated expiration: 2021-12-27

Abstract

一种水空两用无人机的动力装置，装有动力装置的无人机密封机身内端面连有机油箱支架，机油箱支架内固定装有油箱，油箱经过油管连接到单缸活塞发动机，单缸活塞发动机的输出轴啮合齿轮，齿轮传动到机身外的传动轴，传动轴端部连有可折叠式空气螺旋桨，密封机身上设置有进气口和出气口，它们由进排气装置的进排气阀来实现对密封机身的开合，机身内端面还连有动力锂电池支架。本实用新型的技术效果是：通过电机带动螺杆，螺杆的转动带动连接有进气阀和排气阀的螺母，有效控制进气阀和排气阀的开合，使其实现无人机在空中航行时需要空气的单缸活塞发动机可以得到足够空气而正常工作，同时在水下航行时有效避免水进入无人机机身而影响航行。

Description

一种水空两用无人机的动力装置

技术领域

本实用新型涉及一种动力装置，尤其涉及一种水空两用无人机的动力装置。

背景技术

随着现代科技的发展和未来战争的需要，一种既能在空中飞行，又能在作战需要时快速地潜入水下，以躲避敌方的搜寻和攻击的多栖作战飞行器成为未来军用飞行器发展的一种趋势。水空两用无人机就是指平时主要用于空中飞行，在海面等水域上空执行任务时可隐蔽到水下，在水中进行短暂的航行，而后又可以从水下上浮到水面，最后飞到空中的飞行器。目前世界各国已经逐步展开了水空两用无人机的研发工作。水空两用无人机能正常地在水中和空气中交替航行，其动力装置是关键。现有的内燃机、燃气轮机在水下工作受到氧气的限制而无法长时间为无人机提供动力，所以必须寻求新型的组合动力装置作为水空两用无人机航行的动力。本发明为解决这一难题提供了一个合理的设计方案。

发明内容

本实用新型的目的在于提供了一种水空两用无人机的动力装置，该动力装置利用现有的单缸活塞发动机和动力锂电池，通过设计合理的密封和防水设备，使该动力装置能满足无人机在空中和水中交替工作的要求。

本实用新型是这样来实现的，它包括机身、机油箱支架、油箱、单缸活塞发动机、传动轴、可折叠式空气螺旋桨、进排气装置、动力锂电池支架、动力锂电池、电机Ⅰ、电机Ⅱ、水桨，其特征是机身内端面连有机油箱支架，机油箱支架内固定装有油箱，油箱经过油管连接到单缸活塞发动机，单缸活塞发动机的输出轴啮合齿轮，齿轮传动到机身外的传动轴，传动轴端部连有可折叠式空气螺旋桨，密封机身上设置有进气口和出气口，它们由进排气装置的进排气阀来实现对密封机身的开合，机身内端面还连有动力锂电池支架，动力锂电池支架内装有动力锂电池，动力锂电池分别连接电机Ⅰ和电机Ⅱ，电机Ⅰ连接进排气装置的螺杆，电机Ⅱ连接水桨。

本实用新型的技术效果是：通过电机带动螺杆，螺杆的转动带动连接有进气阀和排气阀的螺母，有效控制进气阀和排气阀的开合，使其实现无人机在空中航行时需要空气的单缸活塞发动机可以得到足够空气而正常工作，同时在水下航行时有效避免水进入无人机机身而影响航行。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型进排气装置的结构示意图。

具体实施方式

如图1、图2所示；

空中工作过程：当水空两用无人机在空中飞行时，燃油通过供油装置（14），将油箱（13）中的燃油供入单缸活塞发动机（10）中，使单缸活塞发动机（10）保持工作状态，此时单缸活塞发动机（10）将功通过发动机输出轴（6）传递到齿轮（5），齿轮（5）再将轴功传给传动轴（2），转动轴（2）连接着带有整流锥（1）的可折叠式空气螺旋桨（3），可折叠式空气螺旋桨（3）在离心力的作用下展开旋转，带动无人机在空中飞行。

无人机在空中飞行时，进排气装置（25）中的前进气阀（26）、左侧排气阀（33）和右侧排气阀（28）处于打开的状态，这样新鲜的空气可以通过进气阀（26）进入机身（发动机舱）（11）内，以供给单缸活塞发动机（10）足够的空气，同时由经过消声器（7）和发动机排气管（24）排出的废气可以通过左侧排气阀（33）和右侧排气阀（28）排到大气中。

水中工作过程：当水空两用无人机在水中潜行时，由动力锂电池（23）通过通水桨电机的导线（17）将电能传递给电机（18），从而带动电机（18）转动，电机（18）带动水桨（19）转动，这样水空两用无人机就可以在水下航行。

无人机在水下航行时，由于使用动力锂电池（23），因此不需要空气，此时进排气装置（25）中的前进气阀（26）、左侧排气阀（33）和右侧排气阀（28）处于闭合的状态，这样就可以防止水的进入而影响航行以及损坏不能进水的单缸活塞发动机（10）。

空中与水中工作过程的转换：水空两用无人机从空中进入水中时，单缸活塞发动机（10）停止工作，这时由于没有动力，可折叠式空气螺旋桨（3）自然垂下贴合机头（4），这时动力锂电池（23）带动电机（15）工作，电机（15）带动螺杆（32），螺杆（32）上分别连接有前向推进装置（27）和侧向推进螺母（29），前向推进装置（27）和侧向推进螺母（29）又分别安装在带有顺时针螺纹的螺杆（37）和带有逆时针螺纹的螺杆（30）上。电机（15）带动螺杆（32）转动，由于螺纹方向不同，使得前向推进装置（27）和侧向推进螺母（29）分别向前后不同的方向运动，这样就能使用连接杆（36）和连接铰（35）链接的前进气阀（26）、左侧排气阀（33）和右侧排气阀（28）完成开合的运动。在水空两用无人机从空中进入水中的过程中前进气阀（26）、左侧排气阀（33）和右侧排气阀（28）向内运动，前进气阀（26）、左侧排气阀（33）和右侧排气阀（28）逐步闭合，这样空气就不会再进入机身（发动机舱）（11）内，同样也避免了水的流入。在前进气阀（26）、左侧排气阀（33）和右侧排气阀（28）闭合过程中，水空两用无人机缓慢进入水中，此时动力锂电池（23）通过通水桨电机的导线（17）带动电机（18）转动，电机（18）带动水桨（19），从而为水空两用无人机在水下工作提供动力。

水空两用无人机从水下进入空中时，起初水桨（19）依旧保持工作状态，为无人机能够浮出水面提供可能。当无人机浮于水面时，水桨（19）停止工作，同时，动力锂电池（23）带动电机（15）工作，电机（15）带动螺杆（32）转动，螺杆（32）的转动使前进气阀（26）、左侧排气阀（33）和右侧排气阀（28）向外运动，前进气阀（26）、左侧排气阀（33）和右侧排气阀（28）逐步打开，空气就能进入机身（发动机舱）（11），这时动力锂电池（23）通过通点火器的导线（8）使点火器（9）工作，同时燃油通过供油装置（14），将油箱（13）中的燃油通过供油管（22）供入单缸活塞发动机（10）中，使单缸活塞发动机（10）开始工作，为飞机继续进入空中飞行提供动力。

进排气装置工作过程：进排气装置（25）是由电机（15）、螺杆（32）、前向推进装置（27）、侧向推进螺母（29）和由连接杆（36）和连接铰（35）链接的前进气阀（26）、左侧排气阀（33）和右侧排气阀（28）组成的。前向推进装置（27）和侧向推进螺母（29）分别安装在带有顺时针螺纹的螺杆（37）和带有逆时针螺纹的螺杆（30）上，使得电机（15）带动螺杆（32）转动后前向推进装置（27）和侧向推进螺母（29）分别向前后不同的方向运动。如图3所示，此时进排气装置（25）处于密封状态，这时电机（15）带动螺杆（32）顺时针转动（如图箭头所指方向），前向推进装置（27）在带有顺时针螺纹的螺杆（37）的带动下向前运动，前进气阀（26）逐渐打开；侧向推进螺母（29）在带有逆时针螺纹的螺杆（30）的带动下向后运动，这时连接杆（36）与螺杆（32）的夹角逐渐扩大，从锐角逐渐变为直角，而左侧排气阀（33）和右侧排气阀（28）上有横向限位装置（34），此时左侧排气阀（33）和右侧排气阀（28）逐渐向外侧运动，从而完成进排气装置（25）的的开启工作。进排气装置（25）从开启到闭合只需电机（15）反向转动即可。

Claims

1.一种水空两用无人机的动力装置，它包括机身、机油箱支架、油箱、单缸活塞发动机、传动轴、可折叠式空气螺旋桨、进排气装置、动力锂电池支架、动力锂电池、电机Ⅰ、电机Ⅱ、水桨，其特征是机身内端面连有机油箱支架，机油箱支架内固定装有油箱，油箱经过油管连接到单缸活塞发动机，单缸活塞发动机的输出轴啮合齿轮，齿轮传动到机身外的传动轴，传动轴端部连有可折叠式空气螺旋桨，密封机身上设置有进气口和出气口，它们由进排气装置的进排气阀来实现对密封机身的开合，机身内端面还连有动力锂电池支架，动力锂电池支架内装有动力锂电池，动力锂电池分别连接电机Ⅰ和电机Ⅱ，电机Ⅰ连接进排气装置的螺杆，电机Ⅱ连接水桨。