CN216233010U - 一种无人机用供油系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无人机用供油系统，该系统包括主油箱，所述主油箱包括底部连通的若干独立箱体；集油箱，所述集油箱采用输油管连接至所述主油箱的末端所述箱体的底部；所述集油箱用于通过供油管以及回油管与无人机的动力总成相连。本申请实施例提供的无人机用供油系统，油箱单元由主油箱以及集油箱两部分构成。由于集油箱的安装位置更低，因此主油箱内的燃油可以在重力作用下流入集油箱，在动力总成的油泵抽吸作用下，依次经集油箱内的重锤、供油接头和供油管路进入动力总成。主油箱的分段形式可增加油箱间隔，具有一定的防油液振荡效果。集油箱可以消除管路中的气泡，保证供油稳定可靠。

Description

一种无人机用供油系统

技术领域

本实用新型涉及无人机配件技术领域，特别是涉及一种无人机用供油系统。

背景技术

无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“UAV”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，或者由车载计算机完全地或间歇地自主地操作。

近几年无人机产业发展迅速，油动无人机因为采用燃油动力，不用像电动无人机一样受电池的制约，因而在行业内得到大力发展。燃油系统的则是向无人机动力总成供给所用燃油的系统，燃油系统设计是否合适会直接影响到无人机动力总成的正常工作与否。

无人机燃油系统包括油箱、油管以及阀门等多种部件。各个部件均需要合理的设计布局才能保证无人机发挥优良的性能。例如，传统无人机燃油系统多采用整体油箱，无人机在飞行时，其内部的油料会不断消耗、减少，因此，剩余的油料可在油箱内自由流动，当无人直升机进行一些较大幅度的动作时，油料在惯性、重力的作用下会产生上下颠簸的运动，当油料较少时则会出现吸油管无法吸取油或供油不足的情况，这些都会直接威胁到无人机的安全，造成安全事故。再例如，油量监测系统设计不合理，一旦出现剩余油量监测不准确，可能无人机会因油量缺失没有及时返航降落造成坠毁。

因此，如何提供一种安全可靠且供油稳定的无人机用燃油系统，是迫切需要本领域技术人员解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型提供了一种无人机用供油系统。

本实用新型提供了如下方案：

一种无人机用供油系统，包括：

主油箱，所述主油箱包括底部连通的若干独立箱体；

集油箱，所述集油箱采用输油管连接至所述主油箱的末端所述箱体的底部；所述集油箱用于通过供油管以及回油管与无人机的动力总成相连；

其中，所述主油箱以及所述集油箱分别与所述无人机的机身相连后，在所述机身高度方向上所述集油箱的整体低于所述主油箱的最低位置。

优选地：相邻两所述箱体之间形成具有目标间距的通道，所述通道用于供机翼前后翼梁横穿。

优选地：各所述箱体上均设置有防水通气阀，位于首端以及末端的所述箱体分别设置有油量计，位于首端的所述箱体的上部位于中央位置设置有加油口盖；位于末端的所述箱体的底部设置有竖直向下的输油接头；所述输油接头用于与所述输油管相连。

优选地：所述防水通气阀、所述油量计以及所述输油接头均采用胶接方式与相应的所述箱体的连接。

优选地：所述油量计包括电容式液位传感器。

优选地：所述主油箱的顶部及四周与机身蒙皮和框架间距为2毫米。

优选地：所述主油箱以及所述集油箱的材质均包括防渗漏夹层及位于所述防渗漏夹层两侧的碳纤维铺层；所述主油箱以及所述集油箱各自的总壁厚均为0.6毫米。

优选地：所述集油箱设置有放油管；所述供油管、所述回油管以及所述放油管各自的连接口均在所述集油箱的外侧轮廓内。

优选地：所述供油管与所述回油管各自的内径均与动力总成的供油回油管的内径相同；所述输油管与所述放油管各自的内径均为10毫米。

优选地：所述集油箱内部设置有吸油器重锤；所述集油箱后侧中央偏下设置有U型凹槽，所述U型凹槽用于安装所述放油管的接口及链路天线在尾舱内部的线缆排布。

根据本实用新型提供的具体实施例，本实用新型公开了以下技术效果：

通过本实用新型，可以实现一种无人机用供油系统，在一种实现方式下，该系统可以包括主油箱，所述主油箱包括底部连通的若干独立箱体；集油箱，所述集油箱采用输油管连接至所述主油箱的末端所述箱体的底部；所述集油箱用于通过供油管以及回油管与无人机的动力总成相连；其中，所述主油箱以及所述集油箱分别与所述无人机的机身相连后，在所述机身高度方向上所述集油箱的整体低于所述主油箱的最低位置。本申请实施例提供的无人机用供油系统，油箱单元由主油箱以及集油箱两部分构成。由于集油箱的安装位置更低，因此主油箱内的燃油可以在重力作用下流入集油箱，在动力总成的油泵抽吸作用下，依次经集油箱内的重锤、供油接头和供油管路进入动力总成。主油箱的分段形式可增加油箱间隔，具有一定的防油液振荡效果。集油箱可以消除管路中的气泡，保证供油稳定可靠。

当然,实施本实用新型的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

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是本实用新型实施例提供的一种无人机用供油系统的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种无人机用供油系统的油料转移示意图。

图中：主油箱1、箱体11、集油箱2、输油管3、供油管4、回油管5、防水通气阀6、油量计7、加油口盖8、放油管9。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例

参见图1、图2，为本实用新型实施例提供的一种无人机用供油系统，如图1、图2所示，该系统可以包括：

主油箱1，所述主油箱1包括底部连通的若干独立箱体11；

集油箱2，所述集油箱2采用输油管3连接至所述主油箱1的末端所述箱体11的底部；所述集油箱2用于通过供油管4以及回油管5与无人机的动力总成相连；

其中，所述主油箱1以及所述集油箱2分别与所述无人机的机身相连后，在机身高度方向上所述集油箱2的整体低于所述主油箱1的最低位置。

本申请实施例提供的无人机用供油系统，油箱单元由主油箱以及集油箱两部分构成。由于集油箱的安装位置更低，因此主油箱内的燃油可以在重力作用下流入集油箱，在动力总成的油泵抽吸作用下，依次经集油箱内的重锤、供油接头和供油管路进入动力总成。主油箱的分段形式可增加油箱间隔，具有一定的防油液振荡效果。

主油箱满油状态下重量较大，必须安装在无人机重心位置附近，即机身中部机翼位置附近。为此本申请实施例可以提相邻两所述箱体之间形成具有目标间距的通道，所述通道用于供机翼前后翼梁横穿。机翼翼梁横穿机身，主油箱为避开前后翼梁，可以分为底部相连的前中后三段。

为了进一步的提高该主油箱的性能，本申请实施例可以提供各所述箱体11上均设置有防水通气阀6，位于首端以及末端的所述箱体11分别设置有油量计7，位于首端的所述箱体11的上部位于中央位置设置有加油口盖8；位于末端的所述箱体的底部设置有竖直向下的输油接头(图中未示出)；所述输油接头用于与所述输油管3相连。为了进一步的提高密封性，所述防水通气阀6、所述油量计7以及所述输油接头8均采用胶接方式与相应的所述箱体的连接。所述主油箱的顶部及四周与机身蒙皮和框架间距为2毫米。

由于主油箱满油状态下重量较大，必须安装在无人机重心位置附近，即机身中部机翼位置附近。机翼翼梁横穿机身，主油箱为避开前后翼梁，可以分为底部相连的前中后三段。为保证各段均能正常通气，每段油箱上顶部均设有防水通气阀。油箱前后端各设置一个油量计，加油口盖位于首端的箱体中央位置。主油箱至集油箱的输油口位于尾端的箱体后端底部，输油接头竖直向下。主油箱的油量计、通气阀和燃油接头等附属零部件均采用胶接方式安装，保证接口处的密封性能。

在实际应用中为了降低主油箱以及集油箱的重量同时满足强度要求，可以选择质量轻而强度高的材质。例如，在一种实现方式下，本申请实施例可以提供所述主油箱1以及所述集油箱2的材质均包括防渗漏夹层及位于所述防渗漏夹层两侧的碳纤维铺层；所述主油箱以及所述集油箱各自的总壁厚均为0.6毫米。主油箱采用碳纤维铺层制造，碳纤维铺层中间设置防渗漏夹层，总壁厚0.6mm。主油箱顶部及四周与机身蒙皮和框架间距为2mm。主油箱沿机身轴线方向的横截面可以为拱形。集油箱采用与主油箱相同的材料与制造工艺，壁厚与主油箱相同，均为0.6mm。集油箱外形可以为近似圆角长方体。

为了进一步的提高该集油箱的性能，本申请实施例还可以提供所述集油箱2设置有放油管9；所述供油管4、所述回油管5以及所述放油管9各自的连接口均在所述集油箱2的外侧轮廓内。所述供油管4与所述回油管5各自的内径均与动力总成的供油回油管的内径相同；所述输油管3与所述放油管9各自的内径均不小于10毫米。所述集油箱内部设置有吸油器重锤(图中未示出)；所述集油箱2后侧中央偏下设置有U型凹槽，所述U型凹槽用于安装所述放油管的接口及链路天线在尾舱内部的线缆排布。

本申请实施例提供的集油箱可以用于连接供油管、回油管和放油管，位置完全低位于主油箱，在无人机俯冲飞行时，维持发动机正常供油，并避免气泡混入供油管路。供油管与回油管的管径与动力总成的供油回油管路相同，内径可以为2.5mm。放油管路需使用较大管径以便加快放油速度，但过大的管径会增加放油接头和放油阀门的体积和重量，选定放油管路内径为10mm，输油管路与放油管路管径一致。集油箱外形近似圆角长方体，各油路接口均在集油箱外侧轮廓内，便于通过尾舱口盖装入机身内。集油箱两侧装有耳片，耳片与机身尾舱下部的隔板用螺钉相连，实现集油箱的固定。集油箱后侧中央偏下设有U型凹槽，用于安装放油接口及链路天线在尾舱内部的线缆排布。

可以理解的是，本申请实施例提供的油量计可以选择多种合适类型的油量计，例如，在一种实现方式下，本申请实施例可以提供所述油量计7包括电容式液位传感器。无人机飞行过程中需实时监测剩余油量。直接测量油箱内剩余燃油的液面高度，进而换算为剩余油量是一种快速准确的监测方法。本申请提供的无人机油量监测系统参考大型固定翼航空器常用的液位传感器，采用电容式液位传感器。电容式液位传感器无任何可动或弹性部件，耐冲击、安装方便、可靠性高、精度高，适用于非导电液体的测量，测量精度不受被测油液种类和温度变化影响。该系统包含两支电容式液位传感器，分别位于主油箱首尾两端的箱体上。布置首尾两个传感器，能够避免剩余油量较少时因无人机俯仰造成单一传感器测量失效的问题。考虑到主油箱较为细长，无人机滚转导致燃油液面低于传感器测量范围所需滚转角较大，正常飞行过程中不易出现。

液位传感器仅采集油箱液面高度数据，燃油量计算由辅助控制模块完成。油箱所在位置无强电磁干扰源，与前舱辅助控制模块距离较近，可采用模拟信号进行通信。

本申请实施例提供的电容式液位传感器参数可以包括：

1、总长度：132mm；

2、总重量：110g；

3、探杆尺寸：φ16mm×93mm；

4、供电电压：12V DC；

5、承压范围：-0.1MPa–0.6MPa；

6、安装接口：M20×1.5mm；

7、测量精度：0.5级；

8、输出信号：0-3.3VDC模拟信号；

9、使用温度：-50℃-125℃。

与现有技术相比，本申请提供的系统具有性能的提高、成本的降低等优点和有益效果。

油路分析

供油方向，主油箱中燃油依靠重力流入集油箱，在动力总成的油泵抽吸作用下，依次经集油箱内的重锤、供油接头和供油管路进入动力总成。回油方向，燃油经过动力总成的限压阀，沿回油管流入集油箱。集油箱位于主油箱后下方，在无人机平飞或爬升状态下，燃油在重力作用下优先注满集油箱；无人机以30°角俯冲飞行时，若主油箱内燃油液面低于输油口位置，集油箱内仍能保持1L的燃油余量，可保证发动机在最大输出功率下工作约19min。

设备安装及加放油过程

1、将油量传感器、通气阀、加油口盖和输油接口安装至主油箱；

2、将输油、供油、回油和放油管路及接口安装至集油箱；

3、将主油箱从机腹方向装入，并在主油箱周围填充适当缓冲材料；

4、安装主油箱舱段底板；

5、将集油箱放入机身尾部舱段相应位置，并用螺钉将安装耳片与舱板连接紧固；

6、将集油箱供油与回油管路与动力总成相应管路连接；

7、将集油箱输油管路连接至主油箱输油接口；

8、检查主油箱和集油箱是否安装稳固，检查油箱系统各管路接头连接情况，保证均无渗漏，完成燃油系统安装。

加油流程——确认放油阀门完全关闭，打开加油口盖，加注燃油至所需容量，拧紧加油口盖，完成加油流程；

放油流程——将放油管路连接至余油回收容器，打开加油口盖，打开放油阀门，待余油全部放出后关闭放油阀门，拧紧加油口盖，完成放油流程。

本申请提供的无人机的燃油系统主要用于向发动机稳定可靠的供应燃油，系统总重1.2kg，有效容量21.14L。燃油系统主要由主油箱、集油箱、油量计和相关的阀门、接头、管路等零部件组成。大部分燃油储存于主油箱中，顶部设有通气阀，可平衡油箱内外气压。集油箱主要用于消除管路中的气泡，保证供油稳定可靠。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种无人机用供油系统，其特征在于，包括：

主油箱，所述主油箱包括底部连通的若干独立箱体；

集油箱，所述集油箱采用输油管连接至所述主油箱的末端所述箱体的底部；所述集油箱用于通过供油管以及回油管与无人机的动力总成相连；

其中，所述主油箱以及所述集油箱分别与所述无人机的机身相连后，在机身高度方向上所述集油箱的整体低于所述主油箱的最低位置。

2.根据权利要求1所述的无人机用供油系统，其特征在于，相邻两所述箱体之间形成具有目标间距的通道，所述通道用于供机翼前后翼梁横穿。

3.根据权利要求1所述的无人机用供油系统，其特征在于，各所述箱体上均设置有防水通气阀，位于首端以及末端的所述箱体分别设置有油量计，位于首端的所述箱体的上部位于中央位置设置有加油口盖；位于末端的所述箱体的底部设置有竖直向下的输油接头；所述输油接头用于与所述输油管相连。

4.根据权利要求3所述的无人机用供油系统，其特征在于，所述防水通气阀、所述油量计以及所述输油接头均采用胶接方式与相应的所述箱体的连接。

5.根据权利要求3所述的无人机用供油系统，其特征在于，所述油量计包括电容式液位传感器。

6.根据权利要求1所述的无人机用供油系统，其特征在于，所述主油箱的顶部及四周与机身蒙皮和框架间距为1.5-4毫米。

7.根据权利要求1所述的无人机用供油系统，其特征在于，所述主油箱以及所述集油箱的材质均包括防渗漏夹层及位于所述防渗漏夹层两侧的碳纤维铺层；所述主油箱以及所述集油箱各自的总壁厚均为0.5-1.5毫米。

8.根据权利要求1所述的无人机用供油系统，其特征在于，所述集油箱设置有放油管；所述供油管、所述回油管以及所述放油管各自的连接口均在所述集油箱的外侧轮廓内。

9.根据权利要求8所述的无人机用供油系统，其特征在于，所述供油管与所述回油管各自的内径均与动力总成的供油回油管的内径相同；所述输油管与所述放油管各自的内径均为8-15毫米。

10.根据权利要求8所述的无人机用供油系统，其特征在于，所述集油箱内部设置有吸油器重锤；所述集油箱后侧中央偏下设置有U型凹槽，所述U型凹槽用于安装所述放油管的接口及链路天线在尾舱内部的线缆排布。

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