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      一種無(wú)人飛行器用油電混合動(dòng)力系統(tǒng)的制作方法

      文檔序號(hào):11339428閱讀:313來(lái)源:國(guó)知局
      一種無(wú)人飛行器用油電混合動(dòng)力系統(tǒng)的制造方法與工藝

      本實(shí)用新型涉及飛行器領(lǐng)域,具體是一種無(wú)人飛行器用油電混合動(dòng)力系統(tǒng)。



      背景技術(shù):

      目前,公知的無(wú)人飛行器動(dòng)力系統(tǒng)為燃油動(dòng)力系統(tǒng)或者電動(dòng)系統(tǒng),為了確保無(wú)人飛行器能夠安全起飛,無(wú)人飛行器動(dòng)力系統(tǒng)往往要預(yù)留很大的富余,因此必須增大燃油發(fā)動(dòng)機(jī)的排量或者增大電動(dòng)機(jī)的額定功率,但是這樣會(huì)增加巡航時(shí)的能量消耗,大大降低了無(wú)人機(jī)飛行器的續(xù)航能力;同時(shí)燃油的動(dòng)力系統(tǒng)存在可靠性不足的問(wèn)題;無(wú)人飛行器機(jī)載設(shè)備采用電池供電,需要采用很大的電池為機(jī)載設(shè)備提供能源,才能將機(jī)載設(shè)備功率增加或者航時(shí)提高,也增加了飛行器的重量。



      技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

      本實(shí)用新型的目的在于提供一種無(wú)人飛行器用油電混合動(dòng)力系統(tǒng),以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。

      為實(shí)現(xiàn)上述目的,本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案:

      一種無(wú)人飛行器用油電混合動(dòng)力系統(tǒng),包括燃油發(fā)動(dòng)機(jī)、一體化定子、一體化轉(zhuǎn)子、單向軸承、向心軸承、軸套、槳套、螺旋槳和一體化控制器;所述一體化定子的一端固定連接在燃油發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出軸一側(cè)的機(jī)匣上,且一體化定子安裝在一體化轉(zhuǎn)子內(nèi)部,一體化轉(zhuǎn)子將一體化定子包裹在其中;所述單向軸承以及向心軸承均安裝在軸套上,軸套套在燃油發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出軸上,且軸套與動(dòng)力輸出軸采用間隙配合,單向軸承與一體化轉(zhuǎn)子采用間隙配合,一體化轉(zhuǎn)子的軸心線、一體化定子的軸心線、軸套的軸心線與動(dòng)力輸出軸的軸心線重合;所述槳套的一端固定安裝在一體化轉(zhuǎn)子的一側(cè),槳套的另一端固定安裝有螺旋槳,所述一體化控制器與一體化定子電性連接;所述一體化控制器包含控制器、無(wú)刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和發(fā)電機(jī)控制器;一體化控制器通過(guò)動(dòng)力線分別連接至一體化定子的線圈和電池,一體化控制器通過(guò)信號(hào)線連接至飛行器控制單元。

      作為本實(shí)用新型進(jìn)一步的方案:所述螺旋槳通過(guò)螺絲或卡扣固定安裝在槳套上。

      作為本實(shí)用新型進(jìn)一步的方案:所述燃油發(fā)動(dòng)機(jī)為二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)或四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)。

      作為本實(shí)用新型進(jìn)一步的方案:所述一體化定子為一個(gè)定子或多個(gè)定子。

      作為本實(shí)用新型進(jìn)一步的方案:所述一體化轉(zhuǎn)子為一個(gè)轉(zhuǎn)子或多個(gè)轉(zhuǎn)子。

      作為本實(shí)用新型進(jìn)一步的方案:所述槳套的一端通過(guò)螺釘固定安裝在一體化轉(zhuǎn)子的一側(cè)。

      作為本實(shí)用新型進(jìn)一步的方案:所述控制器分別與電池、飛行器控制單元、無(wú)刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和發(fā)電機(jī)控制器連接,無(wú)刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和發(fā)電機(jī)控制器通過(guò)信號(hào)線連接,且一體化定子(2)通過(guò)動(dòng)力線與無(wú)刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和發(fā)電機(jī)控制器之間的信號(hào)線連接。

      與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實(shí)用新型的有益效果是:

      該無(wú)人飛行器用油電混合動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理,結(jié)構(gòu)緊湊,減少了無(wú)人飛行器巡航油耗,增強(qiáng)飛行器的續(xù)航能力,為飛行器提供備份動(dòng)力,提高飛行器安全性,為機(jī)載設(shè)備提供電能,減少了飛行器的重量。

      附圖說(shuō)明

      圖1為無(wú)人飛行器用油電混合動(dòng)力系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

      圖2為無(wú)人飛行器用油電混合動(dòng)力系統(tǒng)的分解結(jié)構(gòu)示意圖。

      圖3為無(wú)人飛行器用油電混合動(dòng)力系統(tǒng)的接線圖。

      其中:1-燃油發(fā)動(dòng)機(jī);2-一體化定子;3-一體化轉(zhuǎn)子;4-單向軸承;5-向心軸承;6-軸套;7-槳套;8-螺旋槳;9-一體化控制器。

      具體實(shí)施方式

      下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本專利的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)地說(shuō)明。

      請(qǐng)參閱圖1-3,一種無(wú)人飛行器用油電混合動(dòng)力系統(tǒng),包括燃油發(fā)動(dòng)機(jī)1、一體化定子2、一體化轉(zhuǎn)子3、單向軸承4、向心軸承5、軸套6、槳套7、螺旋槳8和一體化控制器9;所述一體化定子2的一端固定連接在燃油發(fā)動(dòng)機(jī)1的動(dòng)力輸出軸一側(cè)的機(jī)匣上,且一體化定子2安裝在一體化轉(zhuǎn)子3內(nèi)部,一體化轉(zhuǎn)子3將一體化定子2包裹在其中;所述單向軸承4以及向心軸承5均安裝在軸套6上,軸套6套在燃油發(fā)動(dòng)機(jī)1的動(dòng)力輸出軸上,且軸套6與動(dòng)力輸出軸采用間隙配合,單向軸承4與一體化轉(zhuǎn)子3采用間隙配合,單向軸承4可以實(shí)現(xiàn)燃油發(fā)動(dòng)機(jī)1運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)帶動(dòng)一體化轉(zhuǎn)子3運(yùn)轉(zhuǎn),但一體化轉(zhuǎn)子3運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不會(huì)帶動(dòng)燃油發(fā)動(dòng)機(jī)1運(yùn)轉(zhuǎn),一體化轉(zhuǎn)子3的軸心線、一體化定子2的軸心線、軸套6的軸心線與動(dòng)力輸出軸的軸心線重合;所述槳套7的一端通過(guò)螺釘固定安裝在一體化轉(zhuǎn)子3的一側(cè),槳套7的另一端固定安裝有螺旋槳8,可通過(guò)螺絲或卡扣等將螺旋槳8固定安裝在槳套7上;所述燃油發(fā)動(dòng)機(jī)1可以是二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)也可以是四沖程發(fā)動(dòng)機(jī);所述一體化定子2可以是一個(gè)定子也可以是多個(gè)定子;所述一體化轉(zhuǎn)子3可以是一個(gè)轉(zhuǎn)子也可以是多個(gè)轉(zhuǎn)子;所述一體化控制器9與一體化定子2電性連接;

      所述一體化控制器9包含控制器、無(wú)刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和發(fā)電機(jī)控制器。如圖3所示,一體化控制器9通過(guò)動(dòng)力線分別連接至一體化定子2的線圈和電池,一體化控制器9通過(guò)信號(hào)線連接至飛行器控制單元;優(yōu)選的,所述控制器分別與電池、飛行器控制單元、無(wú)刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和發(fā)電機(jī)控制器連接,無(wú)刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和發(fā)電機(jī)控制器通過(guò)信號(hào)線連接,且一體化定子2通過(guò)動(dòng)力線與無(wú)刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和發(fā)電機(jī)控制器之間的信號(hào)線連接。一體化控制器9可以根據(jù)飛行器控制單元的給出的信號(hào),控制一體化定子2處于發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)或者發(fā)電機(jī)狀態(tài):一體化控制器9接收來(lái)自飛行器控制單元的油門信號(hào),并且與其中設(shè)定的閾值向?qū)Ρ?,如果油門信號(hào)高于閾值,則打開無(wú)刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)器,關(guān)閉發(fā)電機(jī)控制器,控制一體化定子2處于發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài);如果油門信號(hào)低于于閾值,并檢測(cè)到電池電量不足,則關(guān)閉無(wú)刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)器,打開發(fā)電機(jī)控制器,控制一體化定子2處于發(fā)電機(jī)狀態(tài);所述一體化控制器9的安裝位置隨意,保證線纜長(zhǎng)度能將一體化控制器9與一體化定子2連接即可。

      本實(shí)用新型的工作原理是:由于變化的磁場(chǎng)能夠產(chǎn)生電,變化的電流能產(chǎn)生磁場(chǎng),發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)是非常相似的,不同的是控制器。本實(shí)用新型為了減輕飛行器的重量,在一個(gè)機(jī)械結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)與發(fā)電機(jī)的功能,通過(guò)電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)一體化控制器-一體化控制器9來(lái)控制其工作狀態(tài)。一體化控制器9可以根據(jù)飛行器控制單元的給出的信號(hào),控制一體化定子2處于發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)或者發(fā)電機(jī)狀態(tài);一體化控制器9接收來(lái)自飛行器控制單元的油門信號(hào),并且與其中設(shè)定的閾值向?qū)Ρ?,如果油門信號(hào)高于閾值,則打開無(wú)刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)器,關(guān)閉發(fā)電機(jī)控制器,控制一體化定子2處于電動(dòng)機(jī)狀態(tài);如果油門信號(hào)低于于閾值,并檢測(cè)到電池電量不足,則打開發(fā)電機(jī)控制器,關(guān)閉無(wú)刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)器,控制一體化定子2處于發(fā)電機(jī)狀態(tài)。當(dāng)飛行器處于巡航狀態(tài)時(shí),燃油發(fā)動(dòng)機(jī)1工作,電動(dòng)機(jī)不工作,此時(shí)一體化控制器9工作在發(fā)電機(jī)模式下,利用燃油發(fā)動(dòng)機(jī)1剩余功率發(fā)電,燃油發(fā)動(dòng)機(jī)1的動(dòng)力輸出軸通過(guò)軸套6帶動(dòng)單向軸承4運(yùn)動(dòng),單向軸承4再帶動(dòng)一體化轉(zhuǎn)子3運(yùn)動(dòng),一體化轉(zhuǎn)子3帶動(dòng)槳套7運(yùn)動(dòng),槳套7帶動(dòng)螺旋槳8運(yùn)動(dòng)。當(dāng)飛行器處于起飛以及爬升等需要額外動(dòng)力的時(shí)候,燃油發(fā)動(dòng)機(jī)1工作,一體化控制器9工作在電動(dòng)機(jī)模式下,使得一體化定子2、一體化轉(zhuǎn)子3有動(dòng)力輸出,燃油發(fā)動(dòng)機(jī)1以及電動(dòng)機(jī)同時(shí)為螺旋槳提供動(dòng)力;當(dāng)燃油發(fā)動(dòng)機(jī)1失效時(shí),一體化控制器9工作在電動(dòng)機(jī)模式下,使得一體化定子2、一體化轉(zhuǎn)子3有動(dòng)力輸出,由于一體化轉(zhuǎn)子3與燃油發(fā)動(dòng)機(jī)1之間有單向軸承4,因此燃油發(fā)動(dòng)機(jī)1運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)帶動(dòng)一體化轉(zhuǎn)子3運(yùn)轉(zhuǎn),但一體化轉(zhuǎn)子3運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不會(huì)帶動(dòng)燃油發(fā)動(dòng)機(jī)1運(yùn)轉(zhuǎn)。所以燃油發(fā)動(dòng)機(jī)1失效時(shí),電動(dòng)機(jī)可做為飛行器應(yīng)急動(dòng)力使用。

      該無(wú)人飛行器用油電混合動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理,結(jié)構(gòu)緊湊,減少了無(wú)人飛行器巡航油耗,增強(qiáng)飛行器的續(xù)航能力,為飛行器提供備份動(dòng)力,提高飛行器安全性,為機(jī)載設(shè)備提供電能,減少了飛行器的重量。

      上面對(duì)本專利的較佳實(shí)施方式作了詳細(xì)說(shuō)明,但是本專利并不限于上述實(shí)施方式,在本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi),還可以在不脫離本專利宗旨的前提下作出各種變化。

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