CN202896881U

CN202896881U - 太阳能无人机

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Publication number: CN202896881U
Application number: CN2012205083933U
Authority: CN
Inventors: 李万红; 李正
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-10-02
Filing date: 2012-10-02
Publication date: 2013-04-24
Anticipated expiration: 2022-10-02

Abstract

本实用新型属于无人机的领域，尤其适合航母预警的太阳能无人机。太阳能无人机，包括近程雷达（01）、装备仓（02）、机体（03）、远程雷达（04）、追踪式太阳能系统（05）、透明三角翼（06）、尾翼（07）及螺旋桨（08）；所述的装备仓（02）设有动力系统、预警系统、通讯系统及内置武器系统；所述的太阳能无人机，采用透明三角翼（06）布局，以获得尽可能大的采光面积；所述的追踪式太阳能系统（05），包括气动阀（2）、双联式气动阀（6）、采光板（17）；所述的采光板（17）由气动阀（2）及双联式气动阀（6）驱动，实时调整采光板（17）中轴线与太阳光轴保持平行；所述的采光板（17），以化整为另的、可旋转的模式安装于透明大三角翼（06）中，得以实时追踪阳光轴，获得50%以上的太阳能转换率。

Description

太阳能无人机

技术领域

本发明属于无人机的领域，尤其适合航母预警的太阳能无人机。

背景技术

太阳能飞机是以太阳辐射作为推进能源的飞机。太阳能飞机问世于上世纪70年代，当时只有微型型号， 1980年，美国研制出“太阳挑战者”号单座太阳能飞机，这架飞机1981年7月成功地由巴黎飞到英国，平均时速54千米，航程290千米；直到2007年，英国研制的名为“西风－6”(zephyr-6)的太阳能无人机，在空中停留时间超过3天首创夜间飞行的记录。2002年，一项名为“绿色先锋”的中国太阳能无人驾驶飞机探索研制计划正式启动，标志着我国在太阳能无人驾驶飞机研制方面取得了新的突破。

由于无人机的空间狭小，且太阳辐射的能量密度又小，为了获得足够的能量，前往的技术就是增加摄取阳光的表面积，以便铺设太阳电池。然而，随着摄取阳光的面积增大，无人机的重量也会随之增大，是属于不可为而为之的方案。唯有提高太阳能的转换率，才是解决太阳能无人机动力的最为有效的途径。

发明内容

本专利就是为解决上述之不足，提出一种解决太阳能无人机的动力系统的技术途径。

太阳能无人机，包括近程雷达（01）、装备仓（02）、机体（03）、远程雷达（04）、追踪式太阳能系统（05）、透明三角翼（06）、尾翼（07）及螺旋桨（08）；所述的装备仓（02）设有动力系统、预警系统、通讯系统及内置武器系统；所述的太阳能无人机，采用透明三角翼（06）布局，以获得尽可能大的采光面积；所述的追踪式太阳能系统（05），包括气动阀（2）、双联式气动阀（6）、采光板（17）；所述的采光板（17）由气动阀（2）及双联式气动阀（6）驱动，实时调整采光板（17）中轴线与太阳光轴保持平行；所述的采光板（17），以化整为零的、可旋转的模式安装于透明大三角翼（06）中，得以实时追踪阳光轴，获得 50% 以上的太阳能转换率。

本发明的优点在于。

动力强劲。由于采取了化整为零的技术方案，采光板（17）得以能在透明三角翼（06）狭小的空间里仍然具有实时追踪太阳光轴的功能，结合透镜群聚光技术的协同应用，使采光板（17）可获高达 50% 以上的太阳能转换率。

结构紧凑。双联式气动阀，结构非常紧凑，二个气压阀，同设于一个底座上，既节省空间又增强了运作的可靠性，所述的气动阀左推杆（30）及气动阀右推杆（13）在动力系统的程序设定下，直接驱动斜齿轮的正反旋转及锁定动作。

体积小巧。常规的齿轮传动，都得通过制动齿轮或涡轮、蜗杆，由电动马达来驱动的，所以齿轮传动的综合机构是比较复杂的，占有空间也就会很大，若采集了气动驱动齿轮的技术方案驱动机构简单可靠，且可大幅节省装机的空间和重量，非常适合在无人机上应用。

成本低廉。气动驱动与液压驱动的相比，优势是很明显的，特别在相同的需多单元部件协同工作的情况下，气动驱动的优势就更为突出了，对制造而言，生产成本就会降低。

本太阳能无人机，特别适合作用航空母舰的预警机。

本发明的技术方是这样实现的。

太阳能无人机，包括近程雷达（01）、装备仓（02）、机体（03）、远程雷达（04）、追踪式太阳能系统（05）、透明三角翼（06）、尾翼（07）及螺旋桨（08）；所述的追踪式太阳能系统（05），包括滑块及滑槽（1）、气动阀（2）、“L”架A（3）、旋转接头（4）、轴承座（5）、双联式气动阀（6）、推杆A（7）、上支柱（8）、斜齿轮（9）、推杆B（10）、“L”架B（11）、轴承（12）、安装环座（13）、推杆C（14）、十字支架（15）、连接螺栓（16）、采光板（17）、下支柱（18）、支柱座螺栓（19）、支柱座（20）；所述的太阳能无人机采用透明大三角翼（06）设计，以获得尽可能大的采光面积；所述的采光板（17），其向阳的正面布设有太阳电池板，其背面设有十字支架（15）；所述的十字支架（15）的中心位上，设有与上支柱（8）相连接的旋转接头（4）；所述的旋转接头（4），安装于上支柱（8）的顶端；所述十字支架（15）的垂架上，设有滑块及滑槽（1）；所述的采光板（17），在透明三角翼（06）中能作自由的垂直及水平旋转；所述的采光板（17）由气动阀（2）及双联式气动阀（6）驱动，以实时调整采光板（17）中轴线与太阳光轴保持平行；所述的采光板（17），以化整为零的模式安装于透明大三角翼（06）的空间里；所述的采光板（17），可旋转于狭小的透明大三角翼（06）的空间里，以实时追踪阳光轴，获得50% 以上的太阳能转换率；所述的气动阀（2），通过“L”架A（3）固定于上支柱（8）的轴承座（5）上，气动阀（2）能随着上支柱（8）的旋转作同步的旋转；所述的气动阀（2）的推杆C（14）的前端，与位于采光板（17）背面的十字支架（15）上的滑块及滑槽（1）中的滑块相连接，随着推杆C（14）的运动，采光板（17）在上支柱（8）上，能调整垂直的角度。

所述的双联式气动阀（6），包括下阀体（21）、后室液嘴（22）、安装螺孔（23）、密封环A（24）、方导柱（25）、前室液嘴（26）、推杆B（10）、密封环B（27）、推杆头（28）、推杆圆弧头（29）、上阀体B（30）、连接底部（31）、推杆A（7）、推杆方孔（32）、前液室（33）、上阀体A（34）、及后液室（35）；所述的双联式气动阀（6），是由二个左右对称的上阀体B（30）及上阀体A（34）与下阀体（21）紧合并通过连接底部（31）相连形成双联结构的；所述的推杆A（7）及推杆B（10）前端的推杆头（28），其头部的上半部，被削除了1/2，留下1/2设计成圆弧状，以便推杆头（28）能在斜齿轮的二个斜齿间实现灵活进退的动作；所述的推杆A（7）后端的中心位，设有推杆方孔（32）。

所述的上支柱（8）与下支柱（18）通过轴承（12）相连接；所述的轴承（12）位于上支柱（8）下端的轴承座（5）中；所述的轴承（12），紧实地套着于位于下支柱（18）上方的，安装环座（13）上的下支柱（18）上，以实现上支柱（8）在安装环座（13）上可作旋转运动；所述的轴承座（5）上设有“L”架A（3）的安装螺孔，气动阀（2）通过“L”架A（3）安装于轴承座（5）上；所述的轴承座（5）的外侧紧实地套着有斜齿轮（9），斜齿轮（9）的斜齿部伸入双联式气动阀（6）的推杆A（7）及推杆B（10）形成的空间中；所述的推杆A（7）及推杆B（10），在动力系统的程控下，交替驱动斜齿轮（9）正反的水平旋转及锁定的动作。

所述的太阳能无人机采用气动传动，以减轻无人机的负载。

所述的装备仓（02）中，设有通讯系统、雷达预警系统、内置武器系统、自动控制系统及动力系统，所述的动力系统，包括太阳能电池组和直流电动机组。

所述的螺旋桨（08），位于无人机的尾部，由直流电动机组驱动。

所述的近程雷达（01）位于无人机头部的前端，用以监测近距目标，由预警系统对近程目标作分出析判断，采取相应对策；所述的远程雷达（04），则用于预警远距目标，将获得的预警资讯发回基地。

附图说明

附图1为本发明太阳能无人构整体结构示意图。

附图2为本发明追踪式采光板结构示意图。

附图3为本发明追踪式采光板局部结构示意图。

附图4为本发明追踪式采光板布置在透明三角翼中的透视图。

附图5为本发明追踪式采光板列阵布置示意图。

附图6为本发明追踪式采光板追踪阳光轴示意图。

附图7为本发明双联式气动阀的结构图。

具体实施方式

下面结合附图详细描述本发明。

附图1的标记名称是：近程雷达（01）、装备仓（02）、机体（03）、远程雷达（04）、追踪式太阳能系统（05）、透明三角翼（06）、尾翼（07）及螺旋桨（08）。

附图2的标记名称是：滑块及滑槽（1）、气动阀（2）、“L”架A（3）、旋转接头（4）、轴承座（5）、双联式气动阀（6）、推杆A（7）、上支柱（8）、斜齿轮（9）、推杆B（10）、“L”架B（11）、轴承（12）、安装环座（13）、推杆C（14）、十字支架（15）、连接螺栓（16）、采光板（17）、下支柱（18）、支柱座螺栓（19）、支柱座（20）。

附图7的标记名称是：下阀体（21）、后室液嘴（22）、安装螺孔（23）、密封环A（24）、方导柱（25）、前室液嘴（26）、推杆B（10）、密封环B（27）、推杆头（28）、推杆圆弧头（29）、上阀体B（30）、连接底部（31）、推杆A（7）、推杆方孔（32）、前液室（33）、上阀体A（34）、及后液室（35）；

下面结合附图详细描述本发明。

如图1所示，太阳能无人机，包括近程雷达（01）、装备仓（02）、机体（03）、远程雷达（04）、追踪式太阳能系统（05）、透明三角翼（06）、尾翼（07）及螺旋桨（08）。

如图1所示，所述的装备仓（02）设有动力系统、预警系统、通讯系统及内置武器系统。

如图1所示，所述的太阳能无人机，采用透明三角翼（06）布局，以获得尽可能大的采光面积。

如图2、图3所示，所述的追踪式太阳能系统（05），包括气动阀（2）、双联式气动阀（6）、采光板（17）；所述的采光板（17）由气动阀（2）及双联式气动阀（6）驱动，实时调整采光板（17）中轴线与太阳光轴保持平行。

如图2、图3所示，所述的采光板（17），其向阳的正面布设有太阳电池板，其背面设有十字支架（15）；所述的十字支架（15）的中心位上，设有与上支柱（8）相连接的旋转接头（4）；所述的旋转接头（4），安装于上支柱（8）的顶端。

如图2、图3所示，所述十字支架（15）的垂架上，设有滑块及滑槽（1）；所述的采光板（17），在透明三角翼（06）中能作自由的垂直及水平旋转。

如图2、图3所示，所述的采光板（17）由气动阀（2）及双联式气动阀（6）驱动，以实时调整采光板（17）中轴线与太阳光轴保持平行。

如图4、图5、图6所示，所述的采光板（17），以化整为零的模式安装于透明大三角翼（06）的空间里；所述的采光板（17），可旋转于狭小的透明大三角翼（06）的空间里，以实时追踪阳光轴，获得50% 以上的太阳能转换率。

如图2、图3所示，所述的气动阀（2），通过“L”架A（3）固定于上支柱（8）的轴承座（5）上，气动阀（2）能随着上支柱（8）的旋转作同步的旋转；所述的气动阀（2）的推杆C（14）的前端，与位于采光板（17）背面的十字支架（15）上的滑块及滑槽（1）中的滑块相连接，随着推杆C（14）的运动，采光板（17）在上支柱（8）上，能调整垂直的角度。

如图7所示，所述的双联式气动阀（6），是由二个左右对称的上阀体B（30）及上阀体A（34）与下阀体（21）紧合并通过连接底部（31）相连形成双联结构的；所述的推杆A（7）及推杆B（10）前端的推杆头（28），其头部的上半部，被削除了1/2，留下1/2设计成圆弧状，以便推杆头（28）能在斜齿轮的二个斜齿间实现灵活进退的动作；所述的推杆A（7）后端的中心位，设有推杆方孔（32）。

如图2、图3所示，所述的上支柱（8）与下支柱（18）通过轴承（12）相连接；所述的轴承（12）位于上支柱（8）下端的轴承座（5）中；所述的轴承（12），紧实地套着于位于下支柱（18）上方的，安装环座（13）上的下支柱（18）上，以实现上支柱（8）在安装环座（13）上可作旋转运动。

如图2、图3所示，所述的轴承座（5）上设有“L”架A（3）的安装螺孔，气动阀（2）通过“L”架A（3）安装于轴承座（5）上。

如图2、图3所示，所述的轴承座（5）的外侧紧实地套着有斜齿轮（9），斜齿轮（9）的斜齿部伸入双联式气动阀（6）推杆A（7）及推杆B（10）形成的空间中；所述的推杆A（7）及推杆B（10），在动力系统的程控下，交替驱动斜齿轮（9）正反的水平旋转及锁定的动作。

如图1所示，所述的太阳能无人机采用气动传动，以减轻无人机的负载。

如图1所示，所述的装备仓（02）中，设有通讯系统、雷达预警系统、内置武器系统、自动控制系统及动力系统，所述的动力系统，包括太阳能电池组和直流电动机组。

如图1所示，所述的螺旋桨（08），位于无人机的尾部，由直流电动机组驱动。

如图1所示，所述的近程雷达（01）位于无人机头部的前端，用以监测近距目标，由预警系统对近程目标作分出析判断，采取相应对策；所述的远程雷达（04），则用于预警远距目标，将获得的预警资讯发回基地。

Claims

1.太阳能无人机，包括近程雷达（01）、装备仓（02）、机体（03）、远程雷达（04）、追踪式太阳能系统（05）、透明三角翼（06）、尾翼（07）及螺旋桨（08）；所述的追踪式太阳能系统（05），包括滑块及滑槽（1）、气动阀（2）、“L”架A（3）、旋转接头（4）、轴承座（5）、双联式气动阀（6）、推杆A（7）、上支柱（8）、斜齿轮（9）、推杆B（10）、“L”架B（11）、轴承（12）、安装环座（13）、推杆C（14）、十字支架（15）、连接螺栓（16）、采光板（17）、下支柱（18）、支柱座螺栓（19）、支柱座（20）；所述的太阳能无人机采用透明大三角翼（06）设计，以获得尽可能大的采光面积；所述的采光板（17），其向阳的正面，布设有采用透镜群聚光的太阳电池板，其背面设有十字支架（15）；所述的十字支架（15）的中心位上，设有与上支柱（8）相连接的旋转接头（4）；所述的旋转接头（4），安装于上支柱（8）的顶端；所述十字支架（15）的垂架上，设有滑块及滑槽（1）；所述的采光板（17），在透明三角翼（06）中能作自由的垂直及水平旋转；所述的采光板（17）由气动阀（2）及双联式气动阀（6）驱动，以实时调整采光板（17）中轴线与太阳光轴保持平行；所述的采光板（17），以化整为零的模式安装于透明大三角翼（06）的空间里；所述的采光板（17），可旋转于狭小的透明大三角翼（06）的空间里，以实时追踪阳光轴，结合透镜群聚光技术的协同应用，采光板（17）可获高达 50% 以上的太阳能转换率；所述的气动阀（2），通过“L”架A（3）固定于上支柱（8）的轴承座（5）上，气动阀（2）能随着上支柱（8）的旋转作同步的旋转；所述的气动阀（2）的推杆C（14）的前端，与位于采光板（17）背面的十字支架（15）上的滑块及滑槽（1）中的滑块相连接，随着推杆C（14）的运动，采光板（17）在上支柱（8）上，能调整垂直的角度；所述的双联式气动阀（6），通过“L”架B（11）固定安装在位于下支柱（18）上的安装环座（13）的下方；所述的上支柱（8）与下支柱（18）通过轴承（12）相连接；所述的轴承（12）位于上支柱（8）下端的轴承座（5）中；所述的轴承（12），紧实地套着于位于下支柱（18）上方的，安装环座（13）上的下支柱（18）上，以实现上支柱（8）在安装环座（13）上可作旋转运动；所述的轴承座（5）上设有“L”架A（3）的安装螺孔，气动阀（2）通过“L”架A（3）安装于轴承座（5）上；所述的轴承座（5）的外侧紧实地套着有斜齿轮（9），斜齿轮（9）的斜齿部伸入双联式气动阀（6）的推杆A（7）及推杆B（10）形成的空间中；所述的推杆A（7）及推杆B（10），在动力系统的程控下，交替驱动斜齿轮（9）正反的水平旋转及锁定的动作。

2.根据权利要求1所述的太阳能无人机，其特征在于，所述的双联式气动阀（6），包括下阀体（21）、后室液嘴（22）、安装螺孔（23）、密封环A（24）、方导柱（25）、前室液嘴（26）、推杆B（10）、密封环B（27）、推杆头（28）、推杆圆弧头（29）、上阀体B（30）、连接底部（31）、推杆A（7）、推杆方孔（32）、前液室（33）、上阀体A（34）、及后液室（35）；所述的双联式气动阀（6），是由二个左右对称的上阀体B（30）及上阀体A（34）与下阀体（21）紧合并通过连接底部（31）相连形成双联结构的；所述的推杆A（7）及推杆B（10）前端的推杆头（28），其头部的上半部，被削除了1/2，留下1/2设计成圆弧状，以便推杆头（28）能在斜齿轮的二个斜齿间实现灵活进退的动作；所述的推杆A（7）后端的中心位，设有推杆方孔（32）；所述的双联式气动阀（6），是由二个左右对称的上阀体B（30）及上阀体A（34）与下阀体（21）紧合并通过连接底部（31）相连形成双联结构的；所述的推杆A（7）及推杆B（10）前端的推杆头（28），其头部的上半部，被削除了1/2，留下1/2设计成圆弧状，以便推杆头（28）能在斜齿轮的二个斜齿间实现灵活进退的动作；所述的推杆A（7）后端的中心位，设有推杆方孔（32）。

3.根据权利要求1所述的太阳能无人机，其特征在于，所述的太阳能无人机采用气动传动，以减轻无人机的负载。

4.根据权利要求1所述的太阳能无人机，其特征在于，所述的装备仓（02）中，设有通讯系统、雷达预警系统、内置武器系统、自动控制系统及动力系统，所述的动力系统，包括太阳能电池组和直流电动机组。

5.根据权利要求1所述的太阳能无人机，其特征在于，所述的螺旋桨（08），位于无人机的尾部，由直流电动机组驱动。

6.根据权利要求1所述的太阳能无人机，其特征在于，所述的近程雷达（01）位于无人机头部的前端，用以监测近距目标，由预警系统对近程目标作分出析判断，采取相应对策；所述的远程雷达（04），则用于预警远距目标，将获得的预警资讯发回基地。