CN206575291U - 基于主轴动力驱动的独立发电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及航空动力系统领域，特别是一种，免去了电池的设置，供电与飞行同步的基于主轴动力驱动的独立发电机。它包括减速箱和为该减速箱输入动力的输入轴；在所述的减速箱的箱体上固定安装有发电机定子，所述的输入轴依次自由穿出减速箱和发电机定子，在该输入轴上套装固定有发电机转子；所述的发电机转子和发电机定子配合。本实用新型的基于主轴动力驱动的独立发电机，通过减速箱、输入轴、发电机定子以及发电机转子等的配合，在为无人机提供动力的同时也输出电力，能够在低温低压的环境中保持工作状态，而且具有结构简单、重量小、占用舱内体积少的特点，在通过输入轴提供动力的同时发电驱动无人机旋翼及机载电气设备，使用相当方便。

Description

基于主轴动力驱动的独立发电机

技术领域

本实用新型涉及航空动力领域，特别是一种主要应用于无人机电子设备供电的体积小、重量轻，且能在低温低压环境中安全稳定地可靠运行的基于主轴动力驱动的独立发电机。

背景技术

无人直升机常用的动力系统主要可分为电力驱动方式和燃油驱动方式两大类。

电力驱动系统由电池驱动，输出功率低，续航时间较短，电力驱动系统中包含的电池占用机舱体积较多，结构重量大，在低温低压环境下工作可靠性欠佳，长时间工作时电池发热量较大，给无人直升机舱内其他设备带来安全风险。此外，使用的时候需要预先充电，相当不方便。

燃油动力系统以活塞式航空发动机为主，燃料在气缸内燃烧膨胀，驱动活塞往复运动，通过曲轴连杆机构输出轴功率。

活塞式发动机运行振动剧烈，噪声大，机械结构复杂，维护保养不方便，长时间运行需要加装强化冷却装置并携带工质，大大增加动力系统结构重量。使用发电机为机载设备供电时，需额外安装传动变速机构，既增加重量，又降低动力系统整体可靠性。

目前依靠旋翼产生升力的无人机普遍使用电池为机载设备供电。随着无人机机体增大，机载设备的数量与所需功率也在不断提高。

使用电池供电必然占用大量机舱空间与机载重量，随着电量的消耗，电池自身也逐渐成为单纯增加机体重量的死重。

无人机高空巡航的低温环境会导致电池放电能力大大下降，使用最为广泛的锂聚合物电池在高空的低压环境下存在极高的自燃甚至爆炸的风险，电池本身的内阻也会在放电过程中造成一定的电量损耗，降低电池的输出功率与效率，这一损耗会以发热的方式使电池温度升高，给无人机飞行带来一系列的安全风险。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种，免去了电池的设置，供电与飞行同步，能在低温低压环境中安全稳定地可靠运行、且具有体积小、重量轻的特点的基于主轴动力驱动的独立发电机。

本实用新型解决其技术问题所采用技术方案是：基于主轴动力驱动的独立发电机，包括减速箱和为该减速箱输入动力的输入轴；在所述的减速箱的箱体上固定安装有发电机定子，所述的输入轴依次自由穿出减速箱和发电机定子，在该输入轴上套装固定有发电机转子；所述的发电机转子和发电机定子配合。

进一步的，为了提高输入轴传动的稳定性，提高无人机的飞行性能，所述的减速箱和发电机定子之间设置有输入轴轴承座，所述的输入轴通过轴承与该输入轴轴承座配合。

进一步的，为了方便切割磁感线，产生均匀电动势，所述的发电机定子包括一个圆盘，在该圆盘上沿输入轴的轴线周向均匀间隔设置有多个磁感线圈，形成飞轮状。

进一步的，为了配合发电机定子，切割磁感线产生均匀电动势，所述的发电机转子呈圆筒状，罩住飞轮状的发电机定子，在该圆筒上沿周向均匀间隔设置有多个永磁铁块。

进一步的，为了提高发电机定子与发电机转子的匹配性能，所述的永磁铁块的个数与磁感线圈的个数相同。

进一步的，为了方便安装和拆卸，所述的输入轴的末端连接有与动力机的转轴连接的联轴器。

进一步的，为了减少机械振动对无人机飞行状态的影响，所述的联轴器为柔性联轴器。

进一步的，为了提高稳定性和可靠性，所述的联轴器还与发电机转子固定连接。

进一步的，为了更好的提高稳定性和可靠性，所述的输入轴与发电机转子、联轴器均有平键配合。

进一步的，为了减少静电对无人机中的精密电子元器件的干扰，提高了稳定性能和可靠性能，所述的减速箱、输入轴轴承座以及发电机转子均喷涂有防静电漆。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的基于主轴动力驱动的独立发电机，通过减速箱、输入轴、发电机定子以及发电机转子等的配合，在为无人机提供动力的同时也输出电力，能够在低温低压的环境中保持工作状态，免去了电池的设置，供电与飞行同步，而且具有结构简单、重量小、占用舱内体积少的特点，在通过输入轴提供动力的同时发电驱动无人机旋翼及机载电气设备，使用相当方便。由于所述的减速箱和发电机定子之间设置有输入轴轴承座，所述的输入轴通过轴承与该输入轴轴承座配合，提高了输入轴传动的稳定性，提高了无人机的飞行性能。由于所述的发电机定子包括一个圆盘，在该圆盘上沿输入轴的轴线周向均匀间隔设置有多个磁感线圈，形成飞轮状，方便切割磁感线，产生均匀电动势，为无人机输出稳定的电流。由于所述的发电机转子呈圆筒状，罩住飞轮状的发电机定子，在该圆筒上沿周向均匀间隔设置有多个永磁铁块，配合发电机定子，切割磁感线产生均匀电动势。由于所述的永磁铁块的个数与磁感线圈的个数相同，提高了发电机定子与发电机转子的匹配性能，切割磁感线，产生均匀电动势，为无人机输出稳定的电流。由于所述的输入轴的末端连接有与动力机的转轴连接的联轴器，方便了安装和拆卸，方便了维护。由于所述的联轴器为柔性联轴器，减少了机械振动对无人机飞行状态的影响，提高了安全性和可靠性。由于所述的联轴器还与发电机转子固定连接，提高了稳定性和可靠性。由于所述的输入轴与发电机转子、联轴器均有平键配合，更好的提高了稳定性和可靠性。由于所述的减速箱、输入轴轴承座以及发电机转子均喷涂有防静电漆，减少了静电对无人机中的精密电子元器件的干扰，提高了稳定性能和可靠性能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的基于主轴动力驱动的独立发电机的一种爆炸结构示意图；

图中，5—发电机转子；6—发电机定子；7—输入轴轴承座；8—减速箱；9—联轴器；10—磁感线圈；11—永磁铁块；12—输入轴。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一面分实施例，而不是全面的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

实施例1：

如图1所示，本实用新型的基于主轴动力驱动的独立发电机，包括减速箱8和为该减速箱8输入动力的输入轴12；在所述的减速箱8的箱体上固定安装有发电机定子6，所述的输入轴12依次自由穿出减速箱8和发电机定子6，在该输入轴12上套装固定有发电机转子5；所述的发电机转子5和发电机定子6配合。本实用新型的基于主轴动力驱动的独立发电机，通过减速箱8、输入轴12、发电机定子6以及发电机转子5等的配合，在为无人机提供动力的同时也输出电力，能够在低温低压的环境中保持工作状态，免去了电池的设置，供电与飞行同步，而且具有结构简单、重量小、占用舱内体积少的特点，在通过输入轴12提供动力的同时发电驱动无人机旋翼及机载电气设备，使用相当方便。

实施例2：

作为优选的，在上述实施例的基础上，本实施例做进一步优化，所述的减速箱8和发电机定子6之间设置有输入轴轴承座7，所述的输入轴12通过轴承与该输入轴轴承座7配合。由于所述的减速箱8和发电机定子6之间设置有输入轴轴承座7，所述的输入轴12通过轴承与该输入轴轴承座7配合，提高了输入轴12传动的稳定性，提高了无人机的飞行性能。

实施例3：

作为优选的，在上述实施例的基础上，本实施例做进一步优化，所述的发电机定子6包括一个圆盘，在该圆盘上沿输入轴12的轴线周向均匀间隔设置有多个磁感线圈10，形成飞轮状。由于所述的发电机定子6包括一个圆盘，在该圆盘上沿输入轴12的轴线周向均匀间隔设置有多个磁感线圈10，形成飞轮状，方便切割磁感线，产生均匀电动势，为无人机输出稳定的电流。

实施例4：

作为优选的，在上述实施例的基础上，本实施例做进一步优化，所述的发电机转子5呈圆筒状，罩住飞轮状的发电机定子6，在该圆筒上沿周向均匀间隔设置有多个永磁铁块11。由于所述的发电机转子5呈圆筒状，罩住飞轮状的发电机定子6，在该圆筒上沿周向均匀间隔设置有多个永磁铁块11，配合发电机定子6，切割磁感线产生均匀电动势。

实施例5：

作为优选的，在上述实施例的基础上，本实施例做进一步优化，所述的永磁铁块11的个数与磁感线圈10的个数相同。由于所述的永磁铁块11的个数与磁感线圈10的个数相同，提高了发电机定子6与发电机转子5的匹配性能，切割磁感线，产生均匀电动势，为无人机输出稳定的电流。

实施例6：

作为优选的，在上述实施例的基础上，本实施例做进一步优化，所述的输入轴12的末端连接有与动力机的转轴连接的联轴器9。由于所述的输入轴12的末端连接有与动力机的转轴连接的联轴器9，方便了安装和拆卸，方便了维护。若所述的输入轴12和动力机的转轴一体化成型设置，则其他零部件的安装和拆卸会相当不方便。

实施例7：

作为优选的，在上述实施例的基础上，本实施例做进一步优化，所述的联轴器9为柔性联轴器。由于所述的联轴器9为柔性联轴器，减少了机械振动对无人机飞行状态的影响，提高了安全性和可靠性。

实施例8：

作为优选的，在上述实施例的基础上，本实施例做进一步优化，所述的联轴器9还与发电机转子5固定连接。由于所述的联轴器9还与发电机转子5固定连接，提高了稳定性和可靠性。

实施例9：

作为优选的，在上述实施例的基础上，本实施例做进一步优化，所述的输入轴12与发电机转子5、联轴器9均有平键配合。由于所述的输入轴12与发电机转子5、联轴器9均有平键配合，更好的提高了稳定性和可靠性。

实施例10：

作为优选的，在上述实施例的基础上，所述的减速箱8、输入轴轴承座7以及发电机转子5均喷涂有防静电漆。由于所述的减速箱8、输入轴轴承座7以及发电机转子5均喷涂有防静电漆，减少了静电对无人机中的精密电子元器件的干扰，提高了稳定性能和可靠性能。

实施例11：

作为一种优选的实施方式，在上述实施例的基础上，本实施例做进一步优化，发电机由发电机转子5与发电机定子6两部分组成，联轴器9连接发电机的发电机转子5，简化连接结构，发电机转子5中心与减速箱8的输入轴12相连，输出旋转运动。发电机定子6内置于发电机转子5空腔内并固定于减速箱8壳体之上，减小了动力系统外形尺寸，飞轮状的发电机定子6的外侧均匀布置若干磁感线圈10。发电机转子5的壁面沿圆周方向均匀嵌入永磁体块11，高速转动时可在定子6的线圈内形成周期性的磁通量变化，导线产生感应电动势，汇总后可向外输出电能，为其他电子设备供电。

本实用新型的基于主轴动力驱动的独立发电机，使用涡轴发动机1作为动力来源，具有体积小，重量轻，输出功率高，机械振动小，工作可靠性高的特点。无人机动力装置内各部件沿同一轴线布置，充分利用无人直升机轴向空间，减小动力系统横向尺寸，有助于减小机身迎风面积，降低空气阻力，提高飞行效率。

在为无人机提供动力的同时也输出电力，能够在低温低压的环境中保持工作状态，在通过输入轴12提供动力的同时发电驱动无人机旋翼及机载电气设备，使用相当方便，免去了电池的设置，供电与飞行同步，具有体积小，重量轻，输出功率高，机械振动小，工作可靠性高的特点。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.基于主轴动力驱动的独立发电机，其特征在于：包括减速箱(8)和为该减速箱(8)输入动力的输入轴(12)；在所述的减速箱(8)的箱体上固定安装有发电机定子(6)，所述的输入轴(12)依次自由穿出减速箱(8)和发电机定子(6)，在该输入轴(12)上套装固定有发电机转子(5)；所述的发电机转子(5)和发电机定子(6)配合。

2.根据权利要求1所述的基于主轴动力驱动的独立发电机，其特征在于：所述的减速箱(8)和发电机定子(6)之间设置有输入轴轴承座(7)，所述的输入轴(12)通过轴承与该输入轴轴承座(7)配合。

3.根据权利要求1或2所述的基于主轴动力驱动的独立发电机，其特征在于：所述的发电机定子(6)包括一个圆盘，在该圆盘上沿输入轴(12)的轴线周向均匀间隔设置有多个磁感线圈(10)，形成飞轮状。

4.根据权利要求3所述的基于主轴动力驱动的独立发电机，其特征在于：所述的发电机转子(5)呈圆筒状，罩住飞轮状的发电机定子(6)，在该圆筒上沿周向均匀间隔设置有多个永磁铁块(11)。

5.根据权利要求4所述的基于主轴动力驱动的独立发电机，其特征在于：所述的永磁铁块(11)的个数与磁感线圈(10)的个数相同。

6.根据权利要求5所述的基于主轴动力驱动的独立发电机，其特征在于：所述的输入轴(12)的末端连接有与动力机的转轴连接的联轴器(9)。

7.根据权利要求6所述的基于主轴动力驱动的独立发电机，其特征在于：所述的联轴器(9)为柔性联轴器。

8.根据权利要求6所述的基于主轴动力驱动的独立发电机，其特征在于：所述的联轴器(9)还与发电机转子(5)固定连接。

9.根据权利要求8所述的基于主轴动力驱动的独立发电机，其特征在于：所述的输入轴(12)与发电机转子(5)、联轴器(9)均有平键配合。

10.根据权利要求2所述的基于主轴动力驱动的独立发电机，其特征在于：所述的减速箱(8)、输入轴轴承座(7)以及发电机转子(5)均喷涂有防静电漆。