CN204349701U - 无人机发电供电系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种无人机发电供电系统，包括发动机、同步带传动装置或皮带传动装置、发电机，所述同步带传动装置或皮带传动装置的大传动轮固定在发动机的安装螺旋桨的轴上，且位于发动机和螺旋桨之间，小传动轮固定在发电机的动力输入轴上，大传动轮和小传动轮通过同步带或皮带传动连接。本实用新型解决了现有无人机发电系统与无人机匹配不好、质量大、效率低、安装使用复杂，不能满足长航时小型无人机的应用需求的问题，具有结构简单、易安装、效率高、重量轻、体积小、工作可靠的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及无人机供电系统。
背景技术
对于小型无人机，一个比较关键的指标就是航时，航时指无人机耗尽其可用燃料所能持续飞行的时间。当无人机可用燃料一定时，航时与发动机工作状态、飞行高度、飞行速度等参数有关。而机载电池的电量却决定了机载航电设备的工作时间，所以，机载电池的能量比就成为了小型无人机航时的一大瓶颈。小型无人机的载重量相对较小，且小型无人机上空间相对较少，在小型无人机上增加发电机系统便显得困难和不易执行。
为了解决这一难题，主要有两大方案：一是选用高比能量的电池，在同样的体积或重量情况下给出更多的能量，从而解决航时瓶颈问题；二是开发小型无人机机载发电装置，利用发动机带动发电机发电给机载设备供电。
由于历史原因，我国的无人机技术起步较晚，其发电系统主要是依靠进口加以改进，故不是无人机专用发电系统，存在与无人机匹配不好、质量大，效率低，安装使用复杂等问题，在一定程度上制约了我国无人机产业的发展。因此现有小型无人机产品上，一般未增加发电机系统，大部分均采用锂离子电池。
锂离子电池是比能量相对较高的电池，根据锂离子电池组所用电解质材料的不同，锂离子电池组分为液态锂离子电池和聚合物锂离子电池，聚合物锂离子电池具有比液态锂离子电池更高的比能量，且灵活多变的形状定制使它更适用于无人机领域，但聚合物锂离子电池依然具有如下一些缺点：(1)锂离子电池成本高，主要表现在正极材料LiCoO2的价格高(Co的资源较少)，电解质体系提纯困难；(2)不能大电流放电，由于有机电解质体系等原因，电池内阻相对其他类电池大，故要求较小的放电电流密度，一般放电电流在0.5C以下，只适合于中小电流的电器使用；(3)锂离子电池重量大，在小型无人机航电系统里，锂离子电池组占据整个航电系统近1/2的重量，更有甚者超过1/2，如此大的重量情况下，减小了载荷重量，减少了油量，且其能量比仍然满足不了现代快速发展的小型无人机对航时的需求。
实用新型内容
为解决现有无人机发电系统与无人机匹配不好、质量大、效率低、安装使用复杂，不能满足长航时小型无人机的应用需求的问题，本实用新型提供一种无人机发电供电系统。
本实用新型的技术方案如下：
一种无人机发电供电系统，包括发动机、同步带传动装置或皮带传动装置、发电机，所述同步带传动装置或皮带传动装置的大传动轮固定在发动机的安装螺旋桨的轴上，且位于发动机和螺旋桨之间，小传动轮固定在发电机的动力输入轴上，大传动轮和小传动轮通过同步带或皮带传动连接。
优选地，所述发电机的壳体通过连接板与发动机的壳体固定连接。
优选地，所述连接板上设置有发动机壳体安装孔和发电机壳体安装孔，所述发动机壳体安装孔和发电机壳体安装孔周围的实体部分上均设置有一压缩缝，每一压缩缝的压缩方向两侧的实体部分上设置有一对锁耳，每对锁耳各自通过螺纹紧固件连接，所述发动机壳体安装孔周围的实体部分将发动机的安装螺旋桨的轴的保护壳体夹紧固定，所述发电机壳体安装孔周围的实体部分将发电机的壳体夹紧固定。
优选地，所述发动机壳体安装孔周围的实体部分上设置有弧形凸缘，所述弧形凸缘沿发动机壳体安装孔的轴向延伸，且其内表面与发动机壳体安装孔的延伸内表面重合，弧形凸缘上沿发动机壳体安装孔的径向设置有螺栓连接孔，弧形凸缘通过穿过其螺栓连接孔的螺栓与发动机的安装螺旋桨的轴的保护壳体固定连接。
为便于制造和安装，优选地，两对锁耳设置在同一侧。
优选地，所述连接板为铝合金连接板。
优选地，所述发电机为交流发电机，发电机的电流输出端与交/直流转换器的交流端电连接，交/直流转换器的直流端与可充电电池电连接，可充电电池与用电系统电连接。
优选地，所述发电机为直流发电机，发电机的电流输出端与可充电电池电连接，可充电电池与用电系统电连接。
优选地，所述可充电电池为锂离子电池。
本实用新型通过在发动机的安装螺旋浆的轴上固定同步带传动装置或皮带传动装置的大传动轮，进而带动发电机发电，传动结构简单、易安装且传动效率高，有效利用了无人机上宝贵的空间和载荷；进一步地，通过结构简单的连接板将发电机和发动机固定，避免了结构复杂、大体积、大质量的固定装置的使用，有效利用了无人机上宝贵的空间和载荷；进一步地，通过利用发电机给可充电电池充电，由可充电电池给整个无人机的用电设备提供所需的电能，既能避免电池的大量使用，降低电池重量，又能增加输出功率，延长续航时间，且在发动机出现异常情况时，可充电电池仍能继续供电，保证各个用电设备的正常工作。
由上可见，本实用新型解决了现有无人机发电系统与无人机匹配不好、质量大、效率低、安装使用复杂，不能满足长航时小型无人机的应用需求的问题，具有结构简单、易安装、效率高、重量轻、体积小、工作可靠的优点。
附图说明
图1为本实用新型实施例的无人机发电供电系统的主体结构示意图；
图2为图1所示连接板的主视示意图；
图3为图2所示连接板的左视示意图；
图中：1、发动机；11、保护壳体；12、轴；2、螺旋桨；3、同步带传动装置；4、发电机；5、连接板；51、锁耳；52、弧形凸缘。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。
如图1～3所示，本实施例的无人机发电供电系统包括发动机1、同步带传动装置3、发电机4，同步带传动装置3的大传动轮固定在发动机1的安装螺旋桨2的轴12上，且位于发动机1和螺旋桨2之间，小传动轮固定在发电机4的动力输入轴上，大传动轮和小传动轮通过同步带传动连接。
发电机1的壳体通过连接板5与发动机的安装螺旋桨2的轴12的保护壳体11固定连接，连接板5上设置有发动机壳体安装孔和发电机壳体安装孔，发动机壳体安装孔和发电机壳体安装孔周围的实体部分上均设置有一压缩缝，每一压缩缝的压缩方向两侧的实体部分上设置有一对锁耳51，每对锁耳51各自通过螺纹紧固件连接，发动机壳体安装孔周围的实体部分将发动机1的安装螺旋桨2的轴12的保护壳体11夹紧固定，发电机壳体安装孔周围的实体部分将发电机4的壳体夹紧固定。
为使连接板与发动机的安装螺旋桨的轴的保护壳体的固定更加可靠，发动机壳体安装孔周围的实体部分上设置有弧形凸缘52，弧形凸缘52沿发动机壳体安装孔的轴向延伸，且其内表面与发动机壳体安装孔的延伸内表面重合，弧形凸缘52上沿发动机壳体安装孔的径向设置有螺栓连接孔，弧形凸缘52通过穿过其螺栓连接孔的螺栓与发动机1的安装螺旋桨2的轴12的保护壳体11固定连接。
为便于制造和安装，两对锁耳51设置在同一侧。
为使连接板轻便、坚固，连接板5采用铝合金连接板，铝合金连接板可通过铸造一次成型。
优选地，发电机4为交流发电机，发电机4的电流输出端与交/直流转换器的交流端电连接，交/直流转换器的直流端与可充电电池电连接，可充电电池与用电系统电连接。此发电供电系统在发动机出现异常情况时，可充电电池仍能继续供电，保证各个用电设备的正常工作。
优选地，可充电电池为锂离子电池。
上述同步带传动装置如下优点：具有良好的挠性，可缓和冲击、吸收震动；恶劣环境下能够正常工作；结构简单，成本低廉，传动效率高，节能效果好；过载时同步带与同步带轮之间会出现打滑，避免了其它零件的损坏。
特别指出：上述实施例并非本实用新型的唯一实施方式，在不改变本实用新型技术内容本质的基础上，还可以做出很多变形和改变，如采用其他结构的连接板；连接板不连接在轴的保护壳体上，而是连接在发动机的壳体的其他部分上；采用皮带传动装置替代同步带传动装置；发电机采用直流发电机，如此等很多其他的简单变形，此处不再赘述。
本实用新型解决了现有无人机发电系统与无人机匹配不好、质量大、效率低、安装使用复杂，不能满足长航时小型无人机的应用需求的问题，具有结构简单、易安装、效率高、重量轻、体积小、工作可靠的优点。
虽然以上结合优选实施例对本实用新型进行了描述，但本领域的技术人员应该理解，本实用新型所述的方法和系统并不限于具体实施方式中所述的实施例，在不背离由所附权利要求书限定的本实用新型精神和范围的情况下，可对本实用新型作出各种修改、增加、以及替换。
Claims (9)
1.一种无人机发电供电系统，其特征在于：包括发动机、同步带传动装置或皮带传动装置、发电机，所述同步带传动装置或皮带传动装置的大传动轮固定在发动机的安装螺旋桨的轴上，且位于发动机和螺旋桨之间，小传动轮固定在发电机的动力输入轴上，大传动轮和小传动轮通过同步带或皮带传动连接。
2.根据权利要求1所述的无人机发电供电系统，其特征在于：所述发电机的壳体通过连接板与发动机的壳体固定连接。
3.根据权利要求2所述的无人机发电供电系统，其特征在于：所述连接板上设置有发动机壳体安装孔和发电机壳体安装孔，所述发动机壳体安装孔和发电机壳体安装孔周围的实体部分上均设置有一压缩缝，每一压缩缝的压缩方向两侧的实体部分上设置有一对锁耳，每对锁耳各自通过螺纹紧固件连接，所述发动机壳体安装孔周围的实体部分将发动机的安装螺旋桨的轴的保护壳体夹紧固定，所述发电机壳体安装孔周围的实体部分将发电机的壳体夹紧固定。
4.根据权利要求3所述的无人机发电供电系统，其特征在于：所述发动机壳体安装孔周围的实体部分上设置有弧形凸缘，所述弧形凸缘沿发动机壳体安装孔的轴向延伸，且其内表面与发动机壳体安装孔的延伸内表面重合，弧形凸缘上沿发动机壳体安装孔的径向设置有螺栓连接孔，弧形凸缘通过穿过其螺栓连接孔的螺栓与发动机的安装螺旋桨的轴的保护壳体固定连接。
5.根据权利要求3所述的无人机发电供电系统，其特征在于：两对锁耳设置在同一侧。
6.根据权利要求2所述的无人机发电供电系统，其特征在于：所述连接板为铝合金连接板。
7.根据权利要求1所述的无人机发电供电系统，其特征在于：所述发电机为交流发电机，发电机的电流输出端与交/直流转换器的交流端电连接，交/直流转换器的直流端与可充电电池电连接，可充电电池与用电系统电连接。
8.根据权利要求1所述的无人机发电供电系统，其特征在于：所述发电机为直流发电机，发电机的电流输出端与可充电电池电连接，可充电电池与用电系统电连接。
9.根据权利要求7或8所述的无人机发电供电系统，其特征在于：所述可充电电池为锂离子电池。
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|---|---|---|---|---|
| CN108045586A (zh) * | 2017-12-11 | 2018-05-18 | 深圳市旗客智能技术有限公司 | 无人机动力旋翼的同步机构和无人机 |
| CN109067081A (zh) * | 2018-10-09 | 2018-12-21 | 必扬星环（北京）航空科技有限公司 | 一种同步带轮式发电机及无人机 |
| CN109075591A (zh) * | 2016-02-29 | 2018-12-21 | 维里蒂工作室股份公司 | 用于对飞行器进行充电、运输和操作的系统和方法 |
| CN109353526A (zh) * | 2018-11-29 | 2019-02-19 | 吉林大学 | 一种用于轻型电动飞行器的增程式能量转换机构 |
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