燃料动力四旋翼无人飞行器制造技术

本实用新型专利技术涉及无人飞行器技术领域，尤其涉及一种燃料动力四旋翼无人飞行器。该无人飞行器包括燃料发动机、传动机构、制动机构及飞行控制系统；所述飞行控制系统与所述燃料发动机、传动机构及制动机构连接；所述燃料发动机用于根据所述飞行控制系统的控制命令通过所述传动机构驱动所述四旋翼无人飞行器的四个旋翼转动；所述制动机构用于根据所述飞行控制系统的控制命令分别控制所述四个旋翼的转速。与现有技术相比，本实用新型专利技术采用燃料发动机替代电池作为四旋翼无人飞行器的动力，大大提高了四旋翼无人飞行器的续航能力，同时，降低了四旋翼无人飞行器的成本。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术涉及无人飞行器
，尤其涉及一种燃料动力四旋翼无人飞行器。该无人飞行器包括燃料发动机、传动机构、制动机构及飞行控制系统；所述飞行控制系统与所述燃料发动机、传动机构及制动机构连接；所述燃料发动机用于根据所述飞行控制系统的控制命令通过所述传动机构驱动所述四旋翼无人飞行器的四个旋翼转动；所述制动机构用于根据所述飞行控制系统的控制命令分别控制所述四个旋翼的转速。与现有技术相比，本技术采用燃料发动机替代电池作为四旋翼无人飞行器的动力，大大提高了四旋翼无人飞行器的续航能力，同时，降低了四旋翼无人飞行器的成本。【专利说明】燃料动力四旋翼无人飞行器
本技术涉及无人飞行器
，尤其涉及一种燃料动力四旋翼无人飞行器。
技术介绍
四旋翼飞行器，国外又称Quadrotor、Four_rotor、4rotors helicopter、X4_fIyer等，是一种具有垂直起降和悬停能力的四螺旋桨飞行器。其优点是维护容易，结构简单，稳定性高，在民用及军用领域均有广泛应用。 当前的多旋翼飞行器均采用电池驱动。由于电池价格高昂，能量密度远低于燃料，且充电条件受限，因此，采用电池驱动的多旋翼飞行器普遍续航能力低。采用电池驱动是当下多旋翼飞行器在实际应用中受限的主要原因。 如果采用燃料驱动，除去内燃机的机械损耗，燃料动力较电池动力仍具有很大的优势。目前市面上尚无燃料动力的多旋翼无人飞行器。已知天津大学申请了一种油电混合动力四旋翼无人飞行器的专利，通过油动发动机给电池充电，然后由电池驱动电机带动旋翼，该方案因从机械能到电能再到机械能的两次转换使得能量损失太大，在提升续航能力方面显得不足。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是，提供一种燃料动力四旋翼无人飞行器，以替代现有的以电池为动力的四旋翼无人飞行器，解决以电池为动力的四旋翼无人飞行器续航能力低的问题。本技术是这样实现的: 一种燃料动力四旋翼无人飞行器，包括燃料发动机、传动机构、制动机构及飞行控制系统；所述飞行控制系统与所述燃料发动机、传动机构及制动机构连接； 所述燃料发动机用于根据所述飞行控制系统的控制命令通过所述传动机构驱动所述四旋翼无人飞行器的四个旋翼转动； 所述制动机构用于根据所述飞行控制系统的控制命令分别控制所述四个旋翼的转速。 进一步地，所述传动机构包括离合器、减速器及差速传动机构；所述燃料发动机依次通过所述离合器、减速器及差速传动机构驱动所述四旋翼无人飞行器的四个旋翼转动；所述离合器的驱动机构与所述飞行控制系统连接，可根据所述飞行控制系统的控制命令改变所述离合器的状态，以切断或传递所述燃料发动机输出到所述减速器的动力。 进一步地，所述差速传动机构包括一个第一差速器及两个第二差速器； 所述减速器输出的动力通过第一差速器的两根半轴分配给两个第二差速器，再通过两个第二差速器各自的两根半轴分配给四个旋翼。 进一步地，所述制动机构包括四个制动装置；所述飞行控制系统通过所述四个制动装置分别控制所述四个旋翼的转速；所述制动装置包括制动器及用于驱动所述制动器的制动器驱动机构；所述制动器驱动机构与所述飞行控制系统连接，用于根据所述飞行控制系统的控制命令通过与其连接的制动器控制相应旋翼的转速。 进一步地，所述飞行控制系统包括: 若干传感器，用于检测所述无人飞行器的飞行参数； 中央控制单元，与所述若干传感器连接，用于接收所述飞行参数，并根据所述飞行参数控制所述燃料发动机、传动机构及制动机构动作。 进一步地，所述飞行参数包括:飞行高度、飞行速度、地理坐标、飞行姿态中的任意一个或多个。 进一步地，所述飞行控制系统还包括四个旋转编码器；所述四个旋转编码器与所述中央控制单元连接，用于分别检测所述四个旋翼的转速，并将检测结果发送到所述中央控制单元。 进一步地，所述四旋翼无人飞行器还包括机架；所述机架包括支撑架和传动架； 所述支撑架包括两根相互平行的大梁及两个起落架；所述起落架固定连接在两根大梁之间； 所述传动架包括六根空心管及三个罩体；所述六根空心管及三个罩体连接成一个固定的整体作为所述差速传动机构的支撑结构；在所述支撑结构中，所述第一差速器及两个第二差速器分别容纳于所述三个罩体内；所述第一差速器的两根半轴及两个第二差速器各自的两根半轴分别容纳于所述六根空心管内； 所述两根大梁各自的两端分别固定连接在所述两个第二差速器各自的两根半轴所对应的空心管上。 进一步地，所述半轴上安装有轴承，所述轴承紧密嵌入该半轴所在的空心管内。 进一步地，所述机架采用碳纤维材料。 与现有技术相比，本技术采用燃料发动机替代电池作为四旋翼无人飞行器的动力，大大提高了四旋翼无人飞行器的续航能力，同时，降低了四旋翼无人飞行器的成本。 【专利附图】【附图说明】 图1:本技术实施例提供的燃料动力四旋翼无人飞行器结构示意图。 图2:本技术实施例提供的燃料动力四旋翼无人飞行器控制原理示意图。 【具体实施方式】 为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。 参考图1及图2，本技术提供的燃料动力四旋翼无人飞行器(以下简称无人飞行器)包括燃料发动机1、传动机构、制动机构及飞行控制系统。燃料发动机I上设置有点火器11及启动器12。点火器11设置在启动器12上，当按下点火器11后，启动器12启动燃料发动机I。燃料发动机I所使用的燃料包括柴油、汽油、煤油、各种燃气等。 飞行控制系统与燃料发动机1、传动机构及制动机构连接。飞行控制系统是无人飞行器的控制中心，燃料发动机1、传动机构及制动机构都是根据飞行控制系统的控制命令来工作的。其中，燃料发动机I根据飞行控制系统的控制命令通过传动机构驱动四旋翼无人飞行器的四个旋翼I转动，制动机构根据飞行控制系统的控制命令分别控制四个旋翼I的转速。 传动机构包括离合器2、减速器3及差速传动机构。与汽车的传动机构类似，燃料发动机I依次通过离合器2、减速器3及差速传动机构驱动四旋翼无人飞行器的四个旋翼7转动。离合器2的驱动机构与飞行控制系统连接，可根据飞行控制系统的控制命令改变离合器2的状态，以切断或传递燃料发动机I输出到减速器3的动力。 与汽车中使用的差速传动机构类似，该无人飞行器也采用两级差速传动的方式驱动四个旋翼7转动。差速传动机构包括一个第一差速器4及两个第二差速器5。减速器3输出的动力通过第一差速器4的两根半轴分配给两个第二差速器5，再通过两个第二差速器5各自的两根半轴分配给四个旋翼7。第一差速器4的两根半轴及第二差速器5各自的两根半轴形成一个“工”字形，该工字形的四个末端用于安装无人飞行器的四个旋翼7。第一差速器4及两个第二差速器5均为锥形齿轮差速器。两个第二差速器5各自的两根半轴的末端也都安装有锥形齿轮9，两个第二差速器5各自的两根半轴可通过安装在其末端的锥形齿轮9驱动相应的旋翼7转动。 制动机构包括四个制动装置，飞行控制系统通过四个制动装置分别控制四个旋翼7的转速。制动装置包括制动器6及用于驱动制动器6的制动器驱动机构，制动器驱动机构与飞行控制系统连接，用于根据飞行控制系统的控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃料动力四旋翼无人飞行器，其特征在于，包括燃料发动机、传动机构、制动机构及飞行控制系统；所述飞行控制系统与所述燃料发动机、传动机构及制动机构连接；所述燃料发动机用于根据所述飞行控制系统的控制命令通过所述传动机构驱动所述四旋翼无人飞行器的四个旋翼转动；所述制动机构用于根据所述飞行控制系统的控制命令分别控制所述四个旋翼的转速。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：卢少平，杨文哲，杨震，陈伟，邓甘雨，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：新型
国别省市：广东;44