CN208576721U - 一种紧凑型多旋翼油电混动无人机 - Google Patents
一种紧凑型多旋翼油电混动无人机 Download PDFInfo
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Abstract
一种紧凑型多旋翼油电混动无人机,包括机身和均匀间隔设置在机身侧面的多个旋翼,所述机身的底部设有发动机模组、发电机模组以及云台组件,所述机身顶端设有油箱;所述机身内部设有控制***,所述机身包括第一固定板和第二固定板,所述发动机模组、发电机模组以及云台组件设于第一固定板下端,所述发动机模组与发电机连接,所述发动机模组能够驱动发电机运转,所述发电机和云台组件分别与控制***电连接;所述旋翼与第一固定板的侧面铰接,并能够实现旋翼的折叠,所述旋翼靠近机身一端为近端,远离机身一端为远端,所述旋翼的远端设有电机和旋桨,所述电机电连接控制***和旋桨,并能够驱动旋桨转动。
Description
技术领域
本实用新型涉及油电混动无人机技术领域,具体涉及一种紧凑型多旋翼油电混动无人机。
背景技术
随着高新技术的发展,无人机技术不断取得突破性的进展,无人机必将得到迅猛发展和更广泛的应用。在无人机领域,虽然视觉定位、高清图传、感知壁障等一系列先进技术不断发展,续航这个根本问题却始终没有得到有效解决。
多旋翼无人机是依靠多个旋翼产生的升力来平衡飞行器的重力,让飞行器可以飞起来,通过改变每个旋翼的转速来控制飞行器的平稳和姿态。所以多旋翼飞行器可以悬停,在一定速度范围内以任意的速度飞行,基本上就是一个空中飞行的平台,可以在平台上加装自己的传感器、定位仪等装置,甚至机械手之类的仪器。它不需要跑道便可以垂直起降,起飞后可在空中悬停。它的操控原理简单,操控器四个遥感操作对应飞行器的前后、左右、上下和偏航方向的运动。在自动驾驶仪方面,多旋翼自驾仪控制方法简单,控制器参数调节也很简单。整体操作简单,经过简单的培训人人都可以操作,另外,多旋翼没有活动部件,它的可靠性基本上取决于无刷电机的可靠性,因此可靠性较高。相比较而言,固定翼和直升机有活动的机械连接部件,飞行过程中会产生磨损,导致可靠性下降。而且多旋翼能够悬停,飞行范围受控,相对固定翼更安全。
市场上常见的无人机以电动无人机居多,其次是油动无人机。其中电动无人机:以锂电池提供动力。优点是结构简单,容易维护保养;对飞手要求较低,购买价格便宜;同时因为比较轻便灵活,运输转场比较方便快捷。但是缺点是在锂电池技术限制下,载重和续航比较小,外出飞行需要携带大量电池甚至发电机。油动无人机:以燃油提供动力,有纯油动和油电混合两种类型。这两种类型的无人机之中,又以油电混合机型最为复杂。油动无人机的优点是载重和续航都比电动无人机大,技术含量更高。缺点也是很明显的,由于结构复杂,维护保养难度大,操作起来对飞手要求高;购买价格较贵;发动机模组震动大,寿命不长等。
现下无人机市场逐渐发展成熟,无人机的智能化程度不断提高,操作难度越来越低。即使是结构复杂的油动无人机,都可以实现一键起降、自主飞行等功能,几乎不需要人工操作。虽然无人机操作更加方便,但是现有技术中的油电混动无人机由于设计了油电能量的转换,整体结构复杂,在设计时,各零部件设计不够紧凑,使得无人机整体体积较大,无论是携带还是飞行都不够便捷。
发明内容
本实用新型提供一种紧凑型多旋翼油电混动无人机,用于解决现有技术中油电混动多旋翼无人机机身体积大,携带和放置不方便的问题
为了解决上述问题,本实用新型提供一种紧凑型多旋翼油电混动无人机,包括机身和均匀间隔设置在机身侧面的多个旋翼,所述机身的底部设有发动机模组、发电机模组以及云台组件,所述机身顶端设有油箱;所述机身内部设有控制***,所述机身包括第一固定板和第二固定板,所述发动机模组、发电机模组以及云台组件设于第一固定板下端,所述发动机模组与发电机连接,所述发动机模组能够驱动发电机运转,所述发电机和云台组件分别与控制***电连接;
所述旋翼与第一固定板的侧面铰接,并能够实现旋翼的折叠,所述旋翼靠近机身一端为近端,远离机身一端为远端,所述旋翼的远端设有电机和旋桨,所述电机电连接控制***和旋桨,并能够驱动旋桨转动;
所述控制***固定于第一固定板和第二固定板之间,所述油箱设于第二固定板上,并通过油路与发动机模组连接。
本实用新型的油电混动无人机设有六个旋翼,所述六个旋翼均匀设置在机身的侧面,相互对称设置,使得机身在自然情况下处于自身平衡状态。由于发动机模组和发电机在工作时会产生比较强烈的震动,因此将发动机模组和发电机设于机身的底部,同时,由于发动机模组和发电机重量较大,设置在机身底部可以使整个机身的重心靠下,使得飞行更加平稳。为了使摄像头能有最广的拍摄范围,本实用新型同样将云台组件设置在机身的底部,为了保持云台组件的拍摄稳定性,本实用新型在云台与机身的连接处设有云台缓冲架,使得拍摄更加稳定,减少飞行和发动机模组、发动机模组震动引起的晃动。
所述油箱设于机身的顶端,由于机身底部设置发动机模组和发电机,为了使得机身紧凑,同时避免相互的干扰,且尽量保持油箱固定更加稳定,本实用新型将油箱与发动机模组、发电机隔开设置,一方面不影响整个装置的体积,达到结构紧凑的同时,另一方面是整机运行更加稳定。所述油箱通过油路与发动机模组连接,使得油箱中的油能够正常输送至发动机模组,供发动机模组运作。
所述控制***主要用于控制电能的输入和输出,使得电能能够根据配置给不同的机构使用。
为了使无人机整个结构更加紧凑的同时,无人机的各个动力机构相互影响最小,本实用新型将无人机的机身分割成几个不同的层次。并通过第一固定板和第二固定板分割开,减少了不同机构之间的干扰,使整体结构更加稳定。
所述第一固定板和第二固定板平行设置,其中第一固定板设置在下层,第二固定板设置在上层,从而分成第一固定板下为低层、第一固定板和第二固定板之间为中层以及第二固定板上位顶层三个不同的层面,其中为了降低整个装置的重心点,使无人机整体结构更加稳定,所述发动机模组、发电机以及云台组件设置在低层。
为了使得油电混动无人机结构更加紧凑,也无人机的飞停更加稳定,本实用新型将无人机旋翼设置在第一固定板侧面,能够降低无人机整体的重心,另外,所述旋翼与第一固定板的侧面铰接,并能够实现旋翼的折叠,折叠方向为向下折叠,其中远端设有电机和旋桨,当不使用时,可以将旋桨拆除。
进一步的,所述无人机还设有四级减震结构,包括通过多组缓冲件连接的第一减震组件、第二减震组件、第三减震组件以及第四减震组件。
由于发动机模组和发电机的运转会产生很大的振动,为了减小振动对无人机飞行的干扰,以及减少振动对无人机内部零部件的损害,本实用新型在发动机模组和发电机与第一固定板连接处设置了发动机模组减震装置。所述减震机构有多个层次,其中第一减震组件、第二减震组件、第三减震组件以及第四减震组件由下至上依次连接,形成逐级减震的作用。
其中所述的减震组件可以是具有缓冲作用的弹性器件,也可以是柔性材料制成、具有减震作用的减震机构,所述减震组件之间通过缓冲件连接,所述缓冲件可以是具有缓冲作用的缓冲胶垫或者减震球或减震环或减震弹簧等,能够实现更好的减震。
进一步的,所述第一减震组件包括用于固定发动机组件和发电机组件的第一支架,以及通过减震球连接第一支架的第二支架;
所述第二减震组件包括第三支架,所述第三支架与第二支架通过螺栓件转动连接,并在连接处设有弹性垫片;
所述第三减震组件包括第四支架和第五支架,所述第四支架与第三支架固定连接,所述第四支架与第五支架之间通过减震环连接;
所述第四减震组件包括与第五支架固定连接的第六支架和连接第六支架与第一固定板的柔性挂载组件。
所述第一支架的下侧连接发电机,所述发动机连接发电机,所述第一固定板的下侧还设有蓄电池,所述发动机是靠油箱中的油在发动机汽缸里燃烧,推动活塞作往复运动,曲柄连杆机构又把活塞的往复运动变为旋转运动,这种旋转运动靠飞轮惯性储能输出只要持续供给燃料,这种运动就会持续。
其中发动记得启动依靠蓄电池供电,供电后带动发动机旋转。当发动机正常运转后,发动机带动发电机开始发电,一是给无人机的电器元件供电,二是给蓄电池充电。
由于发动机和发电机重量较大,因此设置在第一固定板的底部,一方面使得主要的工作元件能够远离震源,另一方面能够使重量集中在第二固定板底部,减小震动幅度。
所述第一支架主要用于固定发动机组件和发电机组件,所述第一支架可设置为两面透风的结构,防止发动机和发电机产热过多导致的散热不均匀。所述第二支架与第一支架通过减震球连接,由于液体具有很好的减震作用,因此本实用新型设置液体减震球,实现更好的减震效果。
所述第三支架,所述第三支架与第二支架通过螺栓件转动连接,由于第二支架和第三支架为刚性元件,因此通过在二者的连接处设置弹性垫片,因此,第二减震组件一方面能够延长震距,另外还能能够起到很好的缓冲效果。
所述第四支架和第五支架同样为刚性结构,二者通过减震环连接,形成一定的缓冲空间,达到缓冲效果。
所述第四减震组件包括与第五支架固定连接的第六支架和连接第六支架与第一固定板的柔性挂载组件。所述第四减震组件一端连接机身的固定板,另一端连接第三减震组件,实现机身与发动机、发电机以及减震组件的连接,因此,所述第四减震组件既要有一定的弹性实现缓冲,又要有一定的受力强度。因此本实用新型设置柔性挂载组件实现柔性缓冲功能和挂载功能。
因此本实用新型通过设置多层支架,使得支架之间形成一定的缓冲空间,且每个支架之间通过具有缓冲作用的液体减震球或多层环形的减振环连接,在延长震距的同时,达到缓冲效果,起到了多重缓冲作用。
进一步的,所述第一支架为方形支架,四个角分别突出一个连接区域,所述每个连接区域设有多个第一通孔;
所述第二支架包括两组缓冲件,其中每组缓冲件包括与第一支架平行设置的缓冲板,以及与缓冲板垂直,并设于缓冲板两端的两个“n”型吊件,所述缓冲板的两端设有多个第二通孔,并通过多个减震球与第一通孔固定;
所述第三支架包括多个条状金属件,其中每两个金属件的一端对应连接“n”型吊件的两侧,另一端固定连接第四支架;
所述第四支架包括多个设有第三通孔的金属片,其中每个金属片底面固定连接一组缓冲件;
所述第五支架设有多个第四通孔,并通过减震环与第三通孔连接。
其中第一支架为方形支架,方形支架主体连接发电机的区域上设置多条具有通风散热功能的通风槽,为了减小支架重量,所述第一支架与缓冲结构的第二支架连接处为突出的连接区域,所述连接区域也可设置为方形或圆形或者其他形状,为了能够更好的与第二支架固定,形成稳定的第一减震组件。优选的,所述区域为方形区域,所述每个方形区域设有四个第一通孔,用于连接第二支架。
为了实现减震作用的同时,减小整体体积和重量,本实用新型设置两块条状的缓冲板,其中两块缓冲板相互平行,分别连接方形支架的两条平行边对应的两个角,且缓冲板两头分别设有多个第二通孔,优选的,设置四个与第一支架上第一通孔位置对应的第二通孔,所述第一通孔和第二通孔之间通过液体减震球连接,实现减震作用。
为了进一步实现第二支架与第三支架之间连接,所述第二支架上设置“n”型吊件,分别设置在缓冲板两端位置,并固定连接,因此,“n”型吊件的设置主要起到衔接的作用。
所述第三支架包括多个条状金属件,其中每两个金属件同一端对应连接“n”型吊件的两侧,且连接处设有柔性垫片,形成具有缓冲作用的铰接结构,另一端固定连接第四支架;所述第四支架为多个金属片,每个金属片对应连接一组缓冲件,并连接所述条状金属件,所述金属片四个角设有多个第三通孔,并通过减震环连接第五支架的第三通孔。
因此,本实用新型设置的多层支架结构,节约空间,不会给无人机增加过多的重量而增加能耗,且相互之间的连接布局合理,实现逐级缓冲的效果,使无人机的飞行更加稳定,也能够延长电器元件的使用寿命。
进一步的,所述第六支架为双层结构,包括上层板、下层板和连接杆,所述连接杆依次贯穿上层板、下层板以及第五支架,使得连接杆的两端分别固定连接上层板与第五支架,所述下层板与上层板之间通过减震环连接。
所述下层板设置在上层板与第五支架之间,但是下层板设置的孔直径比连接杆要大,因此连接杆穿过下层板不会与下层板连接。且第六支架的上层板和下层板之间具有一定的空间,且二者通过减震环连接,实现减震效果,除了采用减震环,其他的柔性连接件也可实现本实用新型的缓冲功能,如液体减震球等。
因此上层板、下层板以及第五支架之间形成了双层的减震空间,起到更好的减震效果。
进一步的,所述柔性挂载组件包括与第一固定板固定的第一固定端头、第六支架固定的第二固定端头,以及两端设有挂钩的弹簧件,所述一端挂钩连接第一固定端头,另一端挂钩连接第二固定端头。
所述柔性挂载组件用于连接多层缓冲组件和机身的第一固定板,因此需要具备柔性的同时,还具有一定的挂载能力。
所述柔性挂载组件包括与第一固定板固定的第一固定端头、第六支架固定的第二固定端头,以及两端设有挂钩的弹簧件,所述第一固定端头与第一固定板通过螺钉进行固定,所述第二固定端头同样通过螺钉与第六制剂固定,优选的,固定在第六支架的下层板的外缘。为了实现更好的固定,所述柔性挂载组件为六个,且均匀分布,使得机身重量分布均匀。所述弹簧件的两端设有挂钩,分别用于勾住第一端头和第二端头,实现挂载,同时具有良好的弹性功能,起到缓冲作用。
为了进一步固定多层缓冲组件,本实用新型还设有竖直挂件,所述竖直挂件一端连接第一固定板的底部,另一端连接下层板的中部位置,结合六个柔性挂载组件,形成稳定的固定结构,避免了下端缓冲组件和发动机、发电机的摇晃,使得机身结构更加稳定,元器件的连接更为紧密。
进一步的,所述油箱组件包括油箱、用于检测剩余油量的液位监测装置以及油路,所述油箱上侧设有开孔,所述液位监测装置设于开孔处,并根据液位差动态检测油量信息,所述油路一端连接所述开孔,另一端连接发动机。
所述油箱设于第二固定板上,并通过多个油箱支架组件固定,避免了油箱的摇晃,影响无人机的工作。所述油箱的上侧设有开孔,所述液位监测装置设于所述开孔处,通过在开孔处铺设管路测量液位差,实现油量的动态测定,且不会因为飞行角度的改变而影响测定结果。
进一步的,所述油电混动无人机还包括两个对称设置的脚架,所述两个脚架分别固定设于第一固定板底面的两侧,用于支撑整个无人机。
为了使无人机在启动和降落时能够平稳的停在地面,本实用新型在无人机第一固定板的底部。由于发动机模组和发电机通过减震机构使得震动传输至第一固定板时,已经减小很多了。因此所述脚架设置在第一固定板的底部,所述脚架向两侧撑开一定的角度,从正面看,呈八字形,使得无人机能够平稳支撑于地面。所述两个脚架对称设置,与第一固定板固定连接。
进一步的,所述脚架包括主脚架和脚架支撑杆,所述主脚架一端固定连接第一固定板,另一端固定连接脚架支撑杆,所述主脚架和脚架支撑杆垂直。
所述主脚架起主要支撑作用,一端固定连接第一固定板,另一端连接支撑杆,所述支撑杆为圆柱状,支撑于地面,为了保持平稳,所述主脚架和脚架支撑杆垂直。
进一步的,所述脚架支撑杆上设有多圈防滑胶套。
由于无人机的起飞和降落的地点可能会比较光滑,因此,本实用新型设置了防滑胶套设置在支撑杆上,能够防止打滑,使停放更加稳定。
进一步的,所述无人机设有红外避障***,所述红外避障***,所述红外避障***设于机身的前侧。
所述红外避障***包括设置在机身前侧的红外传感器以及控制端,所述红外传感器包括红外发射器和红外接收器,红外发射器按照一定角度发射红外光束,遇到物体之后,光会反向回来,检测到反射光之后,通过结构上的几何三角关系,就可以计算出物体距离。在一定范围内,如果没有障碍物,发射出去的红外线,因为传播距离越远而逐渐减弱,最后消失。如果有障碍物,红外线遇到障碍物,被反射到达传感器接收头。传感器检测到这一信号再控制电机实现自动避障。由于本实用新型针对的是中等体型的油电混动无人机,在飞行时速度不会太快,因此只需要保证前方避障即可。
进一步的,所述无人机还设有图传天线和GPS定位天线,所述图传天线和GPS定位天线设于机身前端的两侧,所述图传天线和GPS定位天线与机身可旋转连接。
本实用新型设有两根图传天线和两根GPS定位天线,为了使本实用新型的无人机结构更加紧凑,在收纳时能够减小体积,本实用新型所述的图传天线和GPS定位天线与机身可旋转连接。当需要使用时,将天线向上旋转至于机身垂直,使用完毕后,在将其向下旋转,能够最大限度的减小占用体积。
进一步的,所述图传天线和GPS定位天线的旋转方向垂直于机身所在平面。
所述图传天线和GPS定位天线与机身铰接。
进一步的,所述无人机还设有用于储蓄电能的蓄电池,所述蓄电池设于第一固定板底部,与发电机电连接。
由于无人机靠发动机模组直接启动,无法实现无人机的稳定启动,因此,本实用新型在第一固定板底部设置有蓄电池,当一键开启无人机后,蓄电池会优先工作,直接利用蓄电池储蓄的电量启动无人机,一方面避免了发动机模组和发电机的震动影响各机构的启动,另外,将油的能量最终转化成电能也需要一定的时间,因此,采用蓄电池能够加快开机运行的速度,保证了开机的稳定性。另外启动完成后,所述发动机模组和发电机的运作,最终转化的电能,其中电能一部分用作蓄电池的充电,另一方面用作无人机的运行。
为了减轻整个无人机的重量,减小无人机的体积,本实用新型设置的蓄电池仅用作无人机的启动,不会用于给无人机的飞行提供电量,能够减小电池的体积,减小占用空间,使无人机的结构更加紧凑。
本实用新型的有益效果:
(1)本实用新型设置的油电混动无人机能够实现无人机将油的能量转化成电能,最后转化成无人机飞行的动能,能很大程度上延长多旋翼无人机的飞行时间,使飞行时间能够达到三个小时。
(2)本实用新型的油电混动无人机结构紧凑,整体布局合理,能够克服现有技术中,油电混动无人机体积大,携带、放置以及操作不方便的问题。
(3)本实用新型将无人机的机身分割成几个不同的层次。并通过第一固定板和第二固定板分割开,减少了不同机构之间的干扰,使整体结构更加稳定。
(4)本实用新型的油电混动无人机设计了多组减震装置,能够尽最大可能的减小发动机模组和发电机带来的震动,减小对无人机各个零部件的损坏,延长使用寿命。
(5)本实用新型设置的蓄电池仅用作无人机的启动,不会用于给无人机的飞行提供电量,能够减小电池的体积,减小占用空间,使无人机的结构更加紧凑。
附图说明
图1为本实用新型油电混动无人机整机图。
图2为无人机去掉外壳图。
图3为本实用新型无人机局部***图。
图4为本实用新型无人机减震结构局部***图。
图5为本实用新型无人机又一减震结构局部***图。
图6为本实用新型无人机第四减震组件示意图。
图7为本实用新型无人机整体***图。
图8为本实用新型无人机折叠后立体图。
图9为本实用新型无人机折叠后又一立体图。
具体实施方式
为使本实用新型实施的目的、技术方案和优点更加清楚,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更加详细的描述。在附图中,自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本实用新型,而不能理解为对本实用新型的限制。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前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。
实施例
一种紧凑型多旋翼油电混动无人机,如图1所示,包括机身1和均匀间隔设置在机身侧面的多个旋翼2,所述机身1的底部设有发动机模组3、发电机模组4以及云台组件5,如图2所示,所述机身1顶端设有油箱6;所述机身1内部设有控制***,所述机身1包括第一固定板11和第二固定板12,所述发动机模组3、发电机模组4以及云台组件5设于第一固定板11下端,所述发动机模组3与发电机模组4连接,所述发动机模组3能够驱动发电机模组4运转,所述发电机模组4和云台组件5分别与控制***电连接;
如图2所示,所述旋翼2与第一固定板11的侧面铰接,并能够实现旋翼2的折叠,所述旋翼2靠近机身1一端为近端,远离机身1一端为远端,所述旋翼2的远端设有电机22和旋桨21,所述电机电连接控制***和旋桨21,并能够驱动旋桨21转动;
如图2所示,所述控制***固定于第一固定板11和第二固定板12之间,所述油箱6设于第二固定板12上,并通过油路(图中未标示出)与发动机模组3连接。
本实用新型的油电混动无人机设有六个旋翼2,所述六个旋翼2均匀设置在机身1的侧面,相互对称设置,使得机身1在自然情况下处于自身平衡状态。由于发动机模组3和发电机模组4在工作时会产生比较强烈的震动,因此将发动机模组3和发电机模组4设于机身1的底部,同时,由于发动机模组3和发电机模组4重量较大,设置在机身1底部可以使整个机身1的重心靠下,使得飞行更加平稳。为了使摄像头能有最广的拍摄范围,本实用新型同样将云台组件5设置在机身1的底部,为了保持云台组件5的拍摄稳定性,本实用新型在云台与机身1的连接处设有云台缓冲架,使得拍摄更加稳定,减少飞行和发动机模组3、发动机模组3震动引起的晃动。
所述油箱6设于机身1的顶端,由于机身1底部设置发动机模组3和发电机模组4,为了使得机身1紧凑,同时避免相互的干扰,且尽量保持油箱6固定更加稳定,本实用新型将油箱6与发动机模组3、发电机模组4隔开设置,一方面不影响整个装置的体积,达到结构紧凑的同时,另一方面是整机运行更加稳定。所述油箱6通过油路(图中未标示出)与发动机模组3连接,使得油箱6中的油能够正常输送至发动机模组3,供发动机模组3运作。
所述控制***主要用于控制电能的输入和输出,使得电能能够根据配置给不同的机构使用。
为了使无人机整个结构更加紧凑的同时,无人机的各个动力机构相互影响最小,本实用新型将无人机的机身1分割成几个不同的层次。并通过第一固定板11和第二固定板12分割开,减少了不同机构之间的干扰,使整体结构更加稳定。
所述第一固定板11和第二固定板12平行设置,其中第一固定板11设置在下层,第二固定板12设置在上层,从而分成第一固定板11下为低层、第一固定板11和第二固定板12之间为中层以及第二固定板12上位顶层三个不同的层面,其中为了降低整个装置的重心点,使无人机整体结构更加稳定,所述发动机模组3、发电机模组4以及云台组件5设置在低层。
为了使得油电混动无人机结构更加紧凑,也无人机的飞停更加稳定,本实用新型将无人机旋翼2设置在第一固定板11侧面,能够降低无人机整体的重心,另外,所述旋翼2与第一固定板11的侧面铰接,并能够实现旋翼2的折叠,折叠方向为向下折叠,其中远端设有电机和旋桨21,当不使用时,可以将旋桨21拆除。
进一步的,如图3所示,所述无人机还设有四级减震结构,包括通过多组缓冲件连接的第一减震组件100、第二减震组件200、第三减震组件300以及第四减震组件400。
由于发动机模组3和发电机模组4的运转会产生很大的振动,为了减小振动对无人机飞行的干扰,以及减少振动对无人机内部零部件的损害,本实用新型在发动机模组3和发电机模组4与第一固定板11连接处设置了发动机模组3减震装置。所述减震机构有多个层次,其中第一减震组件100、第二减震组件200、第三减震组件300以及第四减震组件400由下至上依次连接,形成逐级减震的作用。
其中所述的减震组件可以是具有缓冲作用的弹性器件,也可以是柔性材料制成、具有减震作用的减震机构,所述减震组件之间通过缓冲件连接,所述缓冲件可以是具有缓冲作用的缓冲胶垫或者减震球或减震环或减震弹簧等,能够实现更好的减震。
进一步的,如图4所示,所述第一减震组件100包括用于固定发动机组件和发电机模组4的第一支架110,以及通过减震球130连接第一支架110的第二支架120;
所述第二减震组件200包括第三支架210,所述第三支架210与第二支架120通过螺栓件转动连接,并在连接处设有弹性垫片220;
所述第三减震组件300包括第四支架310和第五支架320,所述第四支架310与第三支架210固定连接,所述第四支架310与第五支架320之间通过减震环330连接;
所述第四减震组件400包括与第五支架320固定连接的第六支架410和连接第六支架410与第一固定板11的柔性挂载组件420。
如图3~4所示,所述第一支架110的下侧连接发电机模组4,所述发动机连接发电机模组4,所述第一固定板11的下侧还设有蓄电池7,所述蓄电池7设于第一固定板11底部,与发电机模组4电连接。
由于无人机靠发动机模组3直接启动,无法实现无人机的稳定启动,因此,本实用新型在第一固定板11底部设置有蓄电池7,当一键开启无人机后,蓄电池7会优先工作,直接利用蓄电池7储蓄的电量启动无人机,一方面避免了发动机模组3和发电机模组4的震动影响各机构的启动,另外,将油的能量最终转化成电能也需要一定的时间,因此,采用蓄电池7能够加快开机运行的速度,保证了开机的稳定性。另外启动完成后,所述发动机模组3和发电机模组4的运作,最终转化的电能,其中电能一部分用作蓄电池7的充电,另一方面用作无人机的运行。
为了减轻整个无人机的重量,减小无人机的体积,本实用新型设置的蓄电池7仅用作无人机的启动,不会用于给无人机的飞行提供电量,能够减小电池的体积,减小占用空间,使无人机的结构更加紧凑。
所述发动机是靠油箱6中的油在发动机汽缸里燃烧,推动活塞作往复运动,曲柄连杆机构又把活塞的往复运动变为旋转运动,这种旋转运动靠飞轮惯性储能输出只要持续供给燃料,这种运动就会持续。
其中发动机的启动依靠蓄电池7供电,供电后带动发动机旋转。当发动机正常运转后,发动机带动发电机模组4开始发电,一是给无人机的电器元件供电,二是给蓄电池7充电。
由于发动机和发电机模组4重量较大,因此设置在第一固定板11的底部,一方面使得主要的工作元件能够远离震源,另一方面能够使重量集中在第二固定板12底部,减小震动幅度。
所述第一支架110主要用于固定发动机模组3和发电机模组4组件,所述第一支架110可设置为两面透风的结构,防止发动机和发电机模组4产热过多导致的散热不均匀。所述第二支架120与第一支架110通过减震球连接,由于液体具有很好的减震作用,因此本实用新型设置液体减震球,实现更好的减震效果。
所述第三支架210,所述第三支架210与第二支架120通过螺栓件转动连接,由于第二支架120和第三支架210为刚性元件,因此通过在二者的连接处设置弹性垫片220,因此,第二减震组件200一方面能够延长震距,另外还能能够起到很好的缓冲效果。
所述第四支架310和第五支架320同样为刚性结构,二者通过减震环330连接,形成一定的缓冲空间,达到缓冲效果。
所述第四减震组件400包括与第五支架320固定连接的第六支架410和连接第六支架410与第一固定板11的柔性挂载组件420。所述第四减震组件400一端连接机身1的固定板,另一端连接第三减震组件300,实现机身1与发动机、发电机模组4以及减震组件的连接,因此,所述第四减震组件400既要有一定的弹性实现缓冲,又要有一定的受力强度。因此本实用新型设置柔性挂载组件420实现柔性缓冲功能和挂载功能。
因此本实用新型通过设置多层支架,使得支架之间形成一定的缓冲空间,且每个支架之间通过具有缓冲作用的液体减震球或多层环形的减振环连接,在延长震距的同时,达到缓冲效果,起到了多重缓冲作用。
进一步的,如图5所示,所述第一支架110为方形支架,四个角分别突出一个连接区域111,所述每个连接区域111设有多个第一通孔10;
如图5所示,所述第二支架120包括两组缓冲件,其中每组缓冲件包括与第一支架110平行设置的缓冲板121,以及与缓冲板121垂直,并设于缓冲板121两端的两个“n”型吊件122,所述缓冲板121的两端设有多个第二通孔20,并通过多个减震球与第一通孔10固定;
如图4~5所示,所述第三支架210包括多个条状金属件211,其中每两个金属件211的一端对应连接“n”型吊件122的两侧,另一端固定连接第四支架310;
所述第四支架310包括多个设有第三通孔30的金属片321,其中每个金属片321底面固定连接一组缓冲件;
所述第五支架320设有多个第四通孔40,并通过减震环330与第三通孔30连接。
其中第一支架110为方形支架,方形支架主体连接发电机模组4的区域上设置多条具有通风散热功能的通风槽,为了减小支架重量,所述第一支架110与缓冲结构的第二支架120连接处为突出的连接区域111,所述连接区域111也可设置为方形或圆形或者其他形状,为了能够更好的与第二支架120固定,形成稳定的第一减震组件100。优选的,所述区域为方形区域,所述每个方形区域设有四个第一通孔10,用于连接第二支架120。
为了实现减震作用的同时,减小整体体积和重量,本实用新型设置两块条状的缓冲板121,其中两块缓冲板121相互平行,分别连接方形支架的两条平行边对应的两个角,且缓冲板121两头分别设有多个第二通孔20,优选的,设置四个与第一支架110上第一通孔10位置对应的第二通孔20,所述第一通孔10和第二通孔20之间通过液体减震球连接,实现减震作用。
为了进一步实现第二支架120与第三支架210之间连接,所述第二支架120上设置“n”型吊件122,分别设置在缓冲板121两端位置,并固定连接,因此,“n”型吊件122的设置主要起到衔接的作用。
所述第三支架210包括多个条状金属件211,其中每两个金属件211同一端对应连接“n”型吊件122的两侧,且连接处设有柔性垫片,形成具有缓冲作用的铰接结构,另一端固定连接第四支架310;所述第四支架310为多个金属片321,每个金属片321对应连接一组缓冲件,并连接所述条状金属件211,所述金属片321的四个角设有多个第三通孔30,并通过减震环330连接第五支架320的第三通孔30。
因此,本实用新型设置的多层支架结构,节约空间,不会给无人机增加过多的重量而增加能耗,且相互之间的连接布局合理,实现逐级缓冲的效果,使无人机的飞行更加稳定,也能够延长电器元件的使用寿命。
进一步的,如图6所示,所述第六支架410为双层结构,包括上层板411、下层板412和连接杆413,所述连接杆413依次贯穿上层板411、下层板412以及第五支架320,使得连接杆413的两端分别固定连接上层板411与中第五支架320,所述下层板412与上层板411之间通过图4中减震环330连接。
所述下层板412设置在上层板411与第五支架320之间,但是下层板412设置的孔直径比连接杆413要大,因此连接杆413穿过下层板412不会与下层板412连接。且第六支架410的上层板411和下层板412之间具有一定的空间,且二者通过减震环330连接,实现减震效果,除了采用减震环330,其他的柔性连接件也可实现本实用新型的缓冲功能,如液体减震球等。
因此上层板411、下层板412以及第五支架320之间形成了双层的减震空间,起到更好的减震效果。
进一步的,如图7所示,所述柔性挂载组件420包括与第一固定板11固定的第一固定端头421、与第六支架410固定的第二固定端头422,以及两端设有挂钩的弹簧件423,所述一端挂钩连接第一固定端头421,另一端挂钩连接第二固定端头422。
所述柔性挂载组件420用于连接多层缓冲组件和机身1的第一固定板11,因此需要具备柔性的同时,还具有一定的挂载能力。
所述柔性挂载组件420包括与第一固定板11固定的第一固定端头421、第六支架410固定的第二固定端头422,以及两端设有挂钩的弹簧件423,所述第一固定端头421与第一固定板11通过螺钉进行固定,所述第二固定端头422同样通过螺钉与第六支架412固定,优选的,固定在第六支架410的下层板412的外缘。为了实现更好的固定,所述柔性挂载组件420为六个,且均匀分布,使得机身1重量分布均匀。所述弹簧件423的两端设有挂钩,分别用于勾住第一固定端头421和第二固定端头422,实现挂载,同时具有良好的弹性功能,起到缓冲作用。
如图7所示,为了进一步固定多层缓冲组件,本实用新型还设有竖直挂件500,所述竖直挂件500一端连接第一固定板11的底部,另一端连接下层板412的中部位置,结合六个柔性挂载组件420,形成稳定的固定结构,避免了下端缓冲组件和发动机、发电机模组4的摇晃,使得机身1结构更加稳定,元器件的连接更为紧密。
进一步的,如图7所示,所述油箱6组件包括油箱6、用于检测剩余油量的液位监测装置以及油路(图中未标示出),所述油箱6上侧设有开孔,所述液位监测装置设于开孔处,并根据液位差动态检测油量信息,所述油路(图中未标示出)一端连接所述开孔,另一端连接发动机。
所述油箱6设于第二固定板12上,并通过多个油箱6支架组件固定,避免了油箱6的摇晃,影响无人机的工作。所述油箱6的上侧设有开孔,所述液位监测装置设于所述开孔处,通过在开孔处铺设管路测量液位差,实现油量的动态测定,且不会因为飞行角度的改变而影响测定结果。
进一步的,如图8所示,所述油电混动无人机还包括两个对称设置的脚架8,所述两个脚架8分别固定设于第一固定板11底面的两侧,用于支撑整个无人机。
为了使无人机在启动和降落时能够平稳的停在地面,本实用新型在无人机第一固定板11的底部设有脚架8。由于发动机模组3和发电机模组4通过减震机构使得震动传输至第一固定板11时,已经减小很多了,因此所述脚架8设置在第一固定板11的底部,所述脚架8向两侧撑开一定的角度,从机身前侧视图,脚架呈八字形,使得无人机能够平稳支撑于地面。所述两个脚架8对称设置,与第一固定板11固定连接。
进一步的,如图8所示,所述脚架8包括主脚架81和脚架支撑杆82,所述主脚架81一端固定连接第一固定板11,另一端固定连接脚架支撑杆82,所述主脚架81和脚架支撑杆82垂直。
所述主脚架81起主要支撑作用,一端固定连接第一固定板11,另一端连接支撑杆,所述支撑杆为圆柱状,支撑于地面,为了保持平稳,所述主脚架81和脚架支撑杆82垂直。
进一步的,所述脚架支撑杆82上设有多圈防滑胶套83。
由于无人机的起飞和降落的地点可能会比较光滑,因此,本实用新型设置了防滑胶套83设置在支撑杆上,能够防止打滑,使停放更加稳定。
进一步的,如图9所示,所述无人机设有红外避障***,所述红外避障***,所述红外避障***设于机身1的前侧。
所述红外避障***包括设置在机身1前侧的红外传感器9以及控制端,如图1所示,所述红外传感器9包括红外发射器91和红外接收器92,红外发射器91按照一定角度发射红外光束,遇到物体之后,光会反向回来,检测到反射光之后,通过结构上的几何三角关系,就可以计算出物体距离。在一定范围内,如果没有障碍物,发射出去的红外线,因为传播距离越远而逐渐减弱,最后消失。如果有障碍物,红外线遇到障碍物,被反射到达传感器接收头。传感器检测到这一信号再控制电机实现自动避障。由于本实用新型针对的是中等体型的油电混动无人机,在飞行时速度不会太快,因此只需要保证前方避障即可。
进一步的,如图2所示,所述无人机还设有图传天线50和GPS定位天线60,所述图传天线50和GPS定位天线60设于机身1前端的两侧,所述图传天线50和GPS定位天线60与机身1可旋转连接。
本实用新型设有两根图传天线50和两根GPS定位天线60,为了使本实用新型的无人机结构更加紧凑,在收纳时能够减小体积,本实用新型所述的图传天线50和GPS定位天线60与机身1可旋转连接。当需要使用时,将天线向上旋转至于机身1垂直,使用完毕后,在将其向下旋转,能够最大限度的减小占用体积。
进一步的,所述图传天线50和GPS定位天线60的旋转方向垂直于机身1所在平面。
所述图传天线50和GPS定位天线60与机身1铰接。
以上实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制,尽管参照以上较佳实施方式对本实用新型进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本实用新型的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本实用新型技术方案的精神和范围。本领域技术人员还可在本实用新型精神内做其它变化等用在本实用新型的设计,只要其不偏离本实用新型的技术效果均可。这些依据本实用新型精神所做的变化,都应包含在本实用新型所要求保护的范围之内。
Claims (10)
1.一种紧凑型多旋翼油电混动无人机,包括机身和均匀间隔设置在机身侧面的多个旋翼,所述机身的底部设有发动机模组、发电机模组以及云台组件,所述机身顶端设有油箱;所述机身内部设有控制***,其特征在于,所述机身包括第一固定板和第二固定板,所述发动机模组、发电机模组以及云台组件设于第一固定板下端,所述发动机模组与发电机连接,所述发动机模组能够驱动发电机运转,所述发电机和云台组件分别与控制***电连接;
所述旋翼与第一固定板的侧面铰接,并能够实现旋翼的折叠,所述旋翼靠近机身一端为近端,远离机身一端为远端,所述旋翼的远端设有电机和旋桨,所述电机电连接控制***和旋桨,并能够驱动旋桨转动;
所述控制***固定于第一固定板和第二固定板之间,所述油箱设于第二固定板上,并通过油路与发动机模组连接。
2.根据权利要求1所述的油电混动无人机,其特征在于,所述无人机还设有四级减震结构,包括通过多组缓冲件连接的第一减震组件、第二减震组件、第三减震组件以及第四减震组件。
3.根据权利要求2所述的油电混动无人机,其特征在于,
所述第一减震组件包括用于固定发动机组件和发电机组件的第一支架,以及通过减震球连接第一支架的第二支架;
所述第二减震组件包括第三支架,所述第三支架与第二支架通过螺栓件转动连接,并在连接处设有弹性垫片;
所述第三减震组件包括第四支架和第五支架,所述第四支架与第三支架固定连接,所述第四支架与第五支架之间通过减震环连接;
所述第四减震组件包括与第五支架固定连接的第六支架和连接第六支架与第一固定板的柔性挂载组件。
4.根据权利要求3所述的油电混动无人机,其特征在于,
所述第一支架为方形支架,四个角分别突出一个连接区域,所述每个连接区域设有多个第一通孔;
所述第二支架包括两组缓冲件,其中每组缓冲件包括与第一支架平行设置的缓冲板,以及与缓冲板垂直,并设于缓冲板两端的两个“n”型吊件,所述缓冲板的两端设有多个第二通孔,并通过多个减震球与第一通孔固定;
所述第三支架包括多个条状金属件,其中每两个金属件的一端对应连接“n”型吊件的两侧,另一端固定连接第四支架;
所述第四支架包括多个设有第三通孔的金属片,其中每个金属片底面固定连接一组缓冲件;
所述第五支架设有多个第四通孔,并通过减震环与第三通孔连接。
5.根据权利要求3所述的油电混动无人机,其特征在于,所述第六支架为双层结构,包括上层板、下层板和连接杆,
所述连接杆依次贯穿上层板、下层板以及第五支架,使得连接杆的两端分别固定连接上层板与第五支架,
所述下层板与上层板之间通过减震环连接。
6.根据权利要求5所述的油电混动无人机,其特征在于,所述柔性挂载组件包括与第一固定板固定的第一固定端头、第六支架固定的第二固定端头,以及两端设有挂钩的弹簧件,所述一端挂钩连接第一固定端头,另一端挂钩连接第二固定端头。
7.根据权利要求1所述的油电混动无人机,其特征在于,还包括用于检测剩余油量的液位监测装置以及油路,
所述油箱上侧设有开孔,所述液位监测装置设于开孔处,并根据液位差动态检测油量信息,所述油路一端连接所述开孔,另一端连接发动机。
8.根据权利要求1所述的油电混动无人机,其特征在于,所述油电混动无人机还包括两个对称设置的脚架,所述两个脚架分别固定设于第一固定板底面的两侧,用于支撑整个无人机。
9.根据权利要求8所述的油电混动无人机,其特征在于,所述脚架包括主脚架和脚架支撑杆,所述主脚架一端固定连接第一固定板,另一端固定连接脚架支撑杆,所述主脚架和脚架支撑杆垂直。
10.根据权利要求9所述的油电混动无人机,其特征在于,所述脚架支撑杆上设有多圈防滑胶套。
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