CN105197232A - 油电混动多旋翼无人飞行器 - Google Patents

Abstract

本发明是一种油电混动多旋翼无人飞行器，包括动力***、锥齿轮传动***、机架、旋翼转动输出轴、旋翼、其特征在于：所述动力***包括发动机、电机、输出轴、直齿轮，输出轴上安装直齿轮和锥齿轮传动***的斜齿轮，通过斜齿轮向锥齿轮传动***输出动力，发动机的输出端安装单向轴承并在单向轴承上安装发动机输出齿轮，电机的输出端安装单向轴承并在单向轴承上安装电机输出齿轮，发动机输出齿轮与直齿轮啮合，电机输出齿轮也与直齿轮啮合。本发明可在油电两种动力方式中切换，延长了飞行器的续航时间。

Description

油电混动多旋翼无人飞行器

技术领域

本发明涉及一种多旋翼无人飞行器，属于无人机技术领域。

背景技术

传统的多旋翼无人机有两种：一、旋翼与电机共轴，通过电调控制电流的大小来改变旋翼的转速，从而进行姿态变换，这种姿态变换很不灵活，而且电调调节每个电机的转速，由于电子信号的偏差往往会导致飞行的不稳定性，而且每个旋翼都要耗费很多电能去控制飞行的运动状态，那么想要长时间的续航就要增加电池的容量，而电池容量越大电池的质量就越大，这增加成本和飞行器自身的重量，同时也很难满足长时间续航飞行；二、通过变桨距来实现姿态变换，一般都采用了皮带传输动能，使得动能损耗比较大，这对于本身就续航不足的多旋翼无人飞行器来说，是一个比较致命的弱点；这些缺点制约了其在航空无人机领域的应用。

发明内容

为了克服现有的技术缺陷，本发明了提供一种油电混动多旋翼无人飞行器，通过油电混合动力方式，极大的延长了飞行器的续航时间。

本发明采用的技术方案是：一种油电混动多旋翼无人飞行器，包括动力***、锥齿轮传动***、机架、旋翼转动输出轴、旋翼、其特征在于：锥齿轮传动***包括斜齿轮、4个轴，每个轴的均设有输入锥齿轮和输出锥齿轮，动力***和4个轴安装在机架上，轴的输出锥齿轮驱动旋翼转动输出轴，旋翼转动输出轴驱动旋翼，斜齿轮与各轴的输入锥齿轮啮合，所述动力***包括发动机、电机、输出轴、直齿轮，输出轴上安装直齿轮和锥齿轮传动***的斜齿轮，发动机的输出端安装单向轴承并在单向轴承上安装发动机输出齿轮，电机的输出端安装单向轴承并在单向轴承上安装电机输出齿轮，发动机输出齿轮与直齿轮啮合，电机输出齿轮也与直齿轮啮合。

进一步优选，其中2个轴上的输出锥齿轮为正向输出，另2个轴上的输出锥齿轮为反向输出，这样实现旋翼的正转和反转。

进一步优选，斜齿轮与轴的输入锥齿轮的之间90°旋转输出。

具体地，旋翼转动输出轴的输入端锥齿轮与轴的输出锥齿轮啮合。

为了调节旋翼桨距，调节飞行状态，在上述方案的基础上设置桨距调节***，所述旋翼转动输出轴上套装摇桨臂、推动盘与夹基座，旋翼安装夹对称安装在夹基座上，旋翼固定在旋翼安装夹上，所述推动盘与摇桨臂相接，推动盘还与L型连杆相接，由伺服舵机控制L型连杆的运动，从而改变桨距总程来控制飞行姿态。由4个伺服舵机、L型连杆、夹基座和推动盘构成了桨距调节***。

为控制飞行器的飞行状态，需在机架内安装飞行控制***，飞行控制***控制伺服舵机、发动机、电机。

本发明的油电混动多旋翼无人飞行器，通过油电混合动力方式，极大的延长了飞行器的续航时间；通过油电混合驱动方式，降低了发动机熄火的危险；通过齿轮轴传动***，最大的发挥了油电混动的有效效率；通过变桨距的方式，使得多旋翼更加灵活。

附图说明

图1为本发明的主体结构示意图。

图2为本发明的动力***示意图。

图3为本发明的锥齿轮传动***示意图。

图4为本发明的桨距调节示意图。

具体实施方式

如图1、2和3所示，一种油电混动多旋翼无人飞行器，包括机架、动力***（1）、锥齿轮传动***（2）、桨距调节***（3）、旋翼转动输出轴（3-3）、旋翼（3-4），锥齿轮传动***（2）包括斜齿轮（2-1）、4个轴（2-3），每个轴（2-3）两端的输入锥齿轮（2-2）和输出锥齿轮（2-4,2-5），还包括旋翼转动输出轴（3-3）的输入端锥齿轮（2-6），动力***（1）和4个轴（2-3）安装在机架上，轴（2-3）的输出锥齿轮（2-4,2-5）与旋翼转动输出轴（3-3）的输入端锥齿轮（2-6）啮合，斜齿轮（2-1）与各轴（2-3）的输入锥齿轮（2-2）啮合，所述动力***（1）包括发动机（1-1）、电机（1-2）、输出轴（1-7）、直齿轮（1-5），输出轴（1-7）上同轴安装直齿轮（1-5）和锥齿轮传动***（2）的斜齿轮（2-1），发动机（1-1）的输出端安装单向轴承（1-4）并在单向轴承（1-4）上安装发动机输出齿轮（1-3），电机（1-2）的输出端安装单向轴承并在单向轴承上安装电机输出齿轮（1-6），发动机输出齿轮（1-3）与直齿轮（1-5）啮合，电机输出齿轮（1-6）也与直齿轮（1-5）啮合。

如图4所示，所述旋翼转动输出轴（3-3）上套装摇桨臂（3-6）、推动盘（3-2）与夹基座（3-1），旋翼安装夹（3-1）对称安装在夹基座（3-7）上，旋翼（3-4）固定在旋翼安装夹（3-1）上，所述推动盘（3-2）与摇桨臂（3-6）相接，推动盘（3-2）还与L型连杆（3-5）相接，由伺服舵机控制L型连杆（3-5）的运动，从而改变桨距总程来控制飞行姿态。由4个伺服舵机、L型连杆（3-5）、夹基座（3-7）和推动盘（3-2）构成了桨距调节***（3）。

更具体地，机架内安装飞行控制***，飞行控制***控制伺服舵机、发动机（1-1）、电机（1-2）。

作为较佳实施方式，如图3所示，其中2个轴（2-3）上的输出锥齿轮（2-5）为正向输出，另2个轴（2-3）上的输出锥齿轮（2-4）为反向输出，这样实现旋翼（3-4）的正转和反转。斜齿轮（2-1）与轴（2-3）的输入锥齿轮（2-2）的之间90°旋转输出。

因为发动机输出齿轮（1-3）和电机输出齿轮（1-6）都装有单向轴承，可在发动机（1-1）与电机（1-2）之间的切换动力方式，当发动机（1-1）到达所定转数时，定速运转，当发动机油量不足时，发出信号，由飞行控制***接收信号，切换至电机（1-2）运转，电机(1-2)运转至相同转数时，发动机(1-1)熄火,由输出轴(1-7)上的直齿轮(1-5)带动同轴的斜齿轮(2-1)转动，再由斜齿轮（2-1）带动绕斜齿轮（2-1）圆周交错分布的轴（2-3）的输入锥齿轮（2-2）转动，与四个小输入锥齿轮（2-2）同轴的分别是两个正向输出锥齿轮（2-5）和两个反向输出锥齿轮（2-4），正向输出锥齿轮（2-5）或两个反向输出锥齿轮（2-4）可带动旋翼转动输出轴（3-3）旋转，从而使旋翼（3-4）旋转，由伺服舵机控制L型连杆（3-5）的运动，从而改变桨距总程来控制飞行姿态。

Claims (6)

1.一种油电混动多旋翼无人飞行器，包括动力***、锥齿轮传动***、机架、旋翼转动输出轴、旋翼、其特征在于：锥齿轮传动***包括斜齿轮、4个轴，每个轴的均设有输入锥齿轮和输出锥齿轮，动力***和4个轴安装在机架上，轴的输出锥齿轮驱动旋翼转动输出轴，旋翼转动输出轴驱动旋翼，斜齿轮与各轴的输入锥齿轮啮合，所述动力***包括发动机、电机、输出轴、直齿轮，输出轴上安装直齿轮和锥齿轮传动***的斜齿轮，发动机的输出端安装单向轴承并在单向轴承上安装发动机输出齿轮，电机的输出端安装单向轴承并在单向轴承上安装电机输出齿轮，发动机输出齿轮与直齿轮啮合，电机输出齿轮也与直齿轮啮合。

2.根据权利要求1所述的油电混动多旋翼无人飞行器，其特征在于：所述旋翼转动输出轴上套装摇桨臂、推动盘与夹基座，旋翼安装夹对称安装在夹基座上，旋翼固定在旋翼安装夹上，所述推动盘与摇桨臂相接，推动盘还与L型连杆相接，由伺服舵机控制L型连杆的运动。

3.根据权利要求1所述的油电混动多旋翼无人飞行器，其特征在于：其中2个轴上的输出锥齿轮为正向输出，另2个轴上的输出锥齿轮为反向输出，这样实现旋翼的正转和反转。

4.根据权利要求1所述的油电混动多旋翼无人飞行器，其特征在于：斜齿轮与轴的输入锥齿轮的之间90°旋转输出。

5.根据权利要求1所述的油电混动多旋翼无人飞行器，其特征在于：旋翼转动输出轴的输入端锥齿轮与轴的输出锥齿轮啮合。

6.根据权利要求2所述的油电混动多旋翼无人飞行器，其特征在于：机架内安装飞行控制***，飞行控制***控制伺服舵机、发动机、电机。