CN206900666U - 一种油电混合动力多轴旋翼式无人机 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种油电混合动力多轴旋翼式无人机，包括外壳、主旋翼、辅助旋翼、辅助旋翼支架、燃油发动机、发电机、环形油箱、电动机、主支撑、发动机支架和外挂装置平台，由燃油发动机为主旋翼提供动力，并通过主旋翼的旋转速度控制无人机的上升、下降和悬停，由主旋翼周边设置的电动辅助旋翼控制无人机飞行的平衡、方向和飞行速度。本实用新型实现了多轴旋翼式无人机既能大载荷、长时间飞行又能精准控制，为多轴旋翼式无人机用于高层建筑灭火、高空雷达搜索、发射空对地导弹、应急大通量无线信号中继、空中巡线、空中运输货物等提供了平台。

Description

一种油电混合动力多轴旋翼式无人机
技术领域
本实用新型涉及无人机领域，具体涉及一种用燃油发动机为主旋翼提供控制升降的动力，用电池或发电机为控制平衡、方向和飞行速度的多轴辅助旋翼供电的油电混合动力多轴旋翼式无人机。
背景技术
以无刷电机为动力的多轴旋翼式无人机的优点是响应灵敏、能够实现精准控制，缺点是由于受电池单位质量能量比的限制，不能实现大载荷和长时间飞行。以燃油发动机为动力的无人直升机的优点是可以实现大载荷和长时间飞行，缺点是响应滞后、难以实现精准控制。
采用拖拽电源导线的方式，由地面提供高压电源，可以实现多轴电动旋翼式无人机大载荷、长时间滞空的目的，但飞行高度、作业空间受电源导线自身重量和长度的限制。同时由于风力对电源导线的作用，会对该类型无人机的稳定性造成严重影响。
采用燃油发动机为控制升降的主旋翼提供动力，采用电池或发电机为控制平衡、方向和飞行速度的多轴辅助旋翼供电的油电混合动力多轴旋翼式无人机，可以实现多轴旋翼式无人机大载荷、长时间飞行、精准控制，极大拓展多轴旋翼式无人机的应用空间，促进无人机行业的快速发展。
有相关技术人员曾对油电混合动力无人机进行了研究。经检索，中国已公开专利申请中，申请号为CN201521049781.X，名为涵道式固定翼油电混合动力无人机；申请号为CN201620119313.3，名为一种油电混合动力无人机，公开了采用油电转换装置的方式可实现油电的快速转换，从而实现增加无人机续航时间的目的；申请号为CN201620996100.9，名为一种混合动力无人机，公开了一种主旋翼采用燃油驱动，辅助旋翼采用电力发动机，由于结合了燃油驱动和电力驱动使得无人机能够适应低氧环境，同时保证了续航及运载能力；申请号为CN201610896008.X，名为一种折叠式的混合动力无人机，能够实现太阳能和蓄电池同时供电；申请号为CN201610350995.3，名为一种带有四个辅助翼的混合动力无人机及其控制方法，设计了一款以直升机架构为主体，以四旋翼架构为辅助的油、电混合动力系统的垂直起降无人机。该无人机整体上采用直升机的基本架构，将直升机主旋翼换为普通的固定桨距桨叶，无人机飞行方向和机动动作的控制，由垂直尾翼和四个辅助旋翼完成。该发明的主旋翼采用内燃机为动力，其他旋翼采用无刷电机为动力。
在上述公开的专利文献中，第一种其无人机为固定翼式而非本方案中的旋翼式；第二种只是提供了油电转换装置，实现无人机油电动力的快速转换；第三种2个主旋翼采用燃油驱动，2个辅助旋翼采用电驱动，目的是实现无人机在低氧环境飞行；第四种混合动力的能源形式为太阳光能和电能；第五种是在直升机基本结构主体上安装4个辅助旋翼，辅助旋翼与直升机的垂直尾翼共同实现对飞行方向和机动动作的控制。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了实现多轴旋翼式无人机既能大载荷、长时间飞行又能实现精准控制。
本实用新型采用的技术方案是：一种油电混合动力多轴旋翼式无人机，包括外壳、主旋翼、辅助旋翼、辅助旋翼支架、燃油发动机、发电机、环形油箱、电动机、主支撑、发动机支架和外挂装置平台，其中燃油发动机设置在外壳中部由发动机支架固定，燃油发动机驱动主旋翼旋转同时带动发电机发电，所述的发电机设置在环形油箱中部，所述的环形油箱由外壳下方的主支撑固定；所述的辅助旋翼设有四个并均匀分布在外壳的四周，辅助旋翼由电动机驱动，所述的电动机设置在辅助旋翼支架上，所述的辅助旋翼支架固定在主支撑上，所述的环形油箱的下方设有外挂装置平台。
进一步，所述的辅助旋翼支架与主支撑之间设有转轴。
进一步，在主支撑中设有电池，所述的电池与发电机和通过自动切换装置与电动机相连。
进一步，所述的辅助旋翼的数量为2n个（n≥2）。
本实用新型的有益效果在于：
（1）实现了多轴旋翼式无人机既能大载荷、长时间飞行又能精准控制的目的。
（2）为多轴旋翼式无人机用于高层建筑灭火、高空雷达搜索、发射空对地导弹、应急大通量无线信号中继、空中巡线、空中运输货物等提供了平台。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型的俯视图；
图3为本实用新型的剖面图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步的说明。
如图1至图3所示，本实用新型是一种油电混合动力多轴旋翼式无人机，包括外壳1、主旋翼2、辅助旋翼3、燃油发动机4、发电机5、环形油箱6、发动机支架7、电动机8、外挂装置平台9、辅助旋翼支架10、主支撑11、转轴12、电池13。其中燃油发动机4通过发动机支架7固定在环行外壳1的中央，发动机支架7的一端连接在外壳1内侧，另一端与燃油发动机4连接。燃油发动机4所需的燃油储存在环形油箱6中，环形油箱6设置在燃油发动机4的下方并由主支撑11固定。
在主旋翼2四周均匀设置四个辅助旋翼3，每一个辅助旋翼均由一个设置在其下方的独立电动机8驱动，驱动电动机8的电池13设置在主支撑11中。为了提高辅助旋翼3的工作时间，燃油发动机4在为主旋翼2提供动力的同时带动发电机5为电池13充电。发电机5设置在环形油箱6的中央，在本实施例中，燃油发动机4、发电机5和主旋翼2同轴。在本实用新型正常工作状态下，燃油发动机4驱动的发电机5直接为辅助旋翼3上的电动机8供电，但为了防止燃油发动机4因故障或断油停机从而导致事故发生，电池13应自动联动切换为辅助旋翼3供电，保持无人机主旋翼在失去动力时无人机应有的平衡和不大于设计允许最大的下降速度。
在无人机机体7下方设置外挂装置平台8，该外挂装置平台8可挂载多种辅助设备以适应不同场景的需要，例如灭火药剂箱和加压喷射装置，用于高层建筑的室外空间灭火。
为了方便本实用新型的运输，在辅助旋翼支架10和主支撑11的连接处设有可水平转动的转轴12，这样该无人机可在非工作状态下使辅助旋翼3旋转至外壳1下方，减小了存放体积。
除了上述实施例中所描述的四个辅助旋翼外，本实用新型还能采用六轴、八轴等其他双数轴，用以提高无人机的安全系数和精准控制。
最后需说明的是，以上者仅系本实用新型部分实施例，并非用以限制本实用新型，依据本实用新型的结构及特征，稍加变化修饰而成者，亦应包括在本实用新型范围之内。

Claims (4)

1.一种油电混合动力多轴旋翼式无人机，其特征在于：包括外壳、主旋翼、辅助旋翼、辅助旋翼支架、燃油发动机、发电机、环形油箱、电动机、主支撑、发动机支架和外挂装置平台，其中燃油发动机设置在外壳中部由发动机支架固定，燃油发动机驱动主旋翼旋转同时带动发电机发电，所述的发电机设置在环形油箱中部，所述的环形油箱由外壳下方的主支撑固定；所述的辅助旋翼设有四个并均匀分布在外壳的四周，辅助旋翼由电动机驱动，所述的电动机设置在辅助旋翼支架上，所述的辅助旋翼支架固定在主支撑上，所述的环形油箱的下方设有外挂装置平台。
2.根据权利要求1所述的一种油电混合动力多轴旋翼式无人机，其特征在于：所述的辅助旋翼支架与主支撑之间设有转轴。
3.根据权利要求1所述的一种油电混合动力多轴旋翼式无人机，其特征在于：在主支撑中设有电池，所述的电池与发电机和电动机相连。
4.根据权利要求1所述的一种油电混合动力多轴旋翼式无人机，其特征在于：所述的辅助旋翼的数量为2n个，n≥2。
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