多旋翼无人机混合动力系统技术方案

本实用新型专利技术公开了多旋翼无人机混合动力系统，包括机体和机臂，机体连接机臂，机体内设有控制系统，控制系统包括发电控制单元和驱动控制单元，发电控制单元连接有发电系统，驱动控制单元连接有驱动系统，发电系统包括油箱和油电发电机，油箱连接有发动机，发动机连接油电发电机，油电发电机连接有整流器，整流器连接有蓄电池，驱动系统包括主驱动系统和副驱动系统。该系统通过油电混合动力的驱动方式，极大地延长了多旋翼无人机的续航时间。采用的混合动力系统，不但避免了传统燃油动力的多旋翼无人机的熄火所带来的风险，而且在发动机熄火后，仍然可利用储存的电能安全的操纵多旋翼无人机安全着陆。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及多旋翼无人机混合动力系统。
技术介绍
目前世界上使用的飞行器主要有直升飞机、固定翼飞机、旋翼飞机、动力伞、动力三角翼等，但最近几年出现一种新型的飞行器，在国内称为多旋翼飞行器，这种旋翼机的机械结构简单、制作容易，操控性能好，拥有非常好的机动性和灵活性，可以轻松实现垂直起飞、降落、悬停等动作。然而，对于这种旋翼机的动力来源一直是本领域技术人员所深入研究的问题，单一的采用电池动力驱动，虽然多旋翼无人机的灵活性、操控性好，但是需要维系升力消耗大量电能，导致飞行时间过短，无法长久运行。采用汽油发动机则恰好相反。因此，需要研发一种即可保证飞行器灵活性，又可保证其长时间运行的旋翼机。
技术实现思路
本技术的目的在于提供多旋翼无人机混合动力系统，该系统结构简单、科学便利、针对性强、自动化程度高，很好地解决了多旋翼无人机的动力驱动问题。该系统通过油电混合动力的驱动方式，极大地延长了多旋翼无人机的续航时间。采用的混合动力系统，不但避免了传统燃油动力的多旋翼无人机的熄火所带来的风险，而且在发动机熄火后，仍然可利用储存的电能安全的操纵多旋翼无人机安全着陆。为了解决上述技术问题，采用如下技术方案：多旋翼无人机混合动力系统，包括机体和机臂，机体连接机臂，其特征在于：机体内设有控制系统，控制系统包括发电控制单元和驱动控制单元，发电控制单元连接有发电系统，驱动控制单元连接有驱动系统，发电系统包括油箱和油电发电机，油箱连接有发动机，发动机连接油电发电机，油电发电机连接有整流器，整流器连接有蓄电池，驱动系统包括主驱动系统和副驱动系统，主驱动系统位于机体的顶部，副驱动系统位于机体的侧面。机臂的数量有四个，分别固定于机体的四个方向上，每个机臂上都安装有一个副驱动系统，为多旋翼无人机提供动力。控制系统通过发电控制单元和驱动控制单元，分别控制发电系统和驱动系统的工作，使多旋翼无人机处于最佳的工作状态。发电系统先通过油箱和油电发电机产生能量储存于蓄电池内，为驱动系统工作所用。当多旋翼无人机开始工作时，发电系统不工作，通过蓄电池为驱动系统提供驱动力。当蓄电池的电量低于50％时，发电系统开始工作，为蓄电池充能，保证多旋翼无人机工作的有效进行。主驱动系统作为多旋翼无人机的主升力系统，为多旋翼无人机提供升力，副驱动系统作为多旋翼无人机的主动力系统，不仅为多旋翼无人机提供前进的主要动力，而且用于控制多旋翼无人机的平衡和方向，并且提供少部分升力，使得多旋翼无人机不仅具有纯电动飞行器的灵活性，而且具有燃油飞行器的悬停稳定性。除此之外，多旋翼无人机还拥有了快速飞行的机动性和油电发电机的大负载、长续航等诸多飞行优点。进一步，主驱动系统包括主驱动电机和主驱动旋翼，主驱动电机固定安装于机体内，主驱动电机连接有主旋翼轴，主旋翼轴上设有主旋翼头，主旋翼头连接主驱动旋翼。主驱动系统作为多旋翼无人机的主升力系统，为多旋翼无人机提供升力，通过主驱动电机带动主旋翼轴作高速旋转运动，从而带动主驱动旋翼也跟着作高速旋转运动，为多旋翼无人机提供升力，实现多旋翼无人机的正常上升和下降。进一步，副驱动系统包括副驱动电机和副驱动轴，副驱动电机和副驱动轴安装于机臂内，副驱动电机连接有副电机输出轴，副电机输出轴连接有联轴器，联轴器连接副驱动轴，副驱动轴上设有主动锥齿轮。进一步，机臂的内端连接机体，机臂的外端连接有副旋翼座，副旋翼座内设有上传动轴和下传动轴，上传动轴位于副旋翼座的上部，下传动轴位于副旋翼座的下部。进一步，上传动轴的下端设有上从动锥齿轮，上从动锥齿轮与主动锥齿轮相啮合，上传动轴的上端设有上旋翼头，上旋翼头连接有上旋翼，下传动轴的上端设有下从动锥齿轮，下从动锥齿轮与主动锥齿轮相啮合，下传动轴的下端设有下旋翼头，下旋翼头连接有下旋翼。副驱动系统作为多旋翼无人机的主动力系统，不仅为多旋翼无人机提供前进的主要动力，而且用于控制多旋翼无人机的平衡和方向，并且提供少部分升力。副驱动系统设有4台副驱动电机，分别控制四副副驱动旋翼，且安装于机体的四个方向上，相邻的两副副驱动旋翼的旋转方向相反，防止了副驱动旋翼设置不均匀导致的多旋翼无人机重心偏斜，增加了多旋翼无人机的飞行稳定性。副驱动电机带动副驱动电机作高速旋转运动，通过上从动锥齿轮与主动锥齿轮的啮合作用，带动上旋翼作高速旋转运动，通过下从动锥齿轮与主动锥齿轮的啮合作用，带动下旋翼作高速旋转运动，上旋翼和下旋翼的旋转方向刚好相反，防止了旋转方向一致所导致的力矩不平衡，在利用一个驱动设备的同时，带动上旋翼和下旋翼同时运动，在不增加成本的同时保证了多旋翼无人机的稳定性。进一步，油箱和发动机之间设有输油管道，输油管道上设有燃油滤清器和空气滤清器。通过燃油滤清器和空气滤清器，对燃油进行净化处理，不仅使发动机处于合理的工作状态，而且使整体多旋翼无人机的燃油经济性达到最高，同时降低了污染物的排放，保护了大气环境。进一步，发动机连接有消音器。通过消音器降低发动机工作时产生的巨大噪音。由于采用上述技术方案，具有以下有益效果：本技术为多旋翼无人机混合动力系统，该系统结构简单、科学便利、针对性强、自动化程度高，很好地解决了多旋翼无人机的动力驱动问题。该系统通过油电混合动力的驱动方式，极大地延长了多旋翼无人机的续航时间。采用的混合动力系统，不但避免了传统燃油动力的多旋翼无人机的熄火所带来的风险，而且在发动机熄火后，仍然可利用储存的电能安全的操纵多旋翼无人机安全着陆。机臂的数量有四个，分别固定于机体的四个方向上，每个机臂上都安装有一个副驱动系统，为多旋翼无人机提供动力。控制系统通过发电控制单元和驱动控制单元，分别控制发电系统和驱动系统的工作，使多旋翼无人机处于最佳的工作状态。发电系统先通过油箱和油电发电机产生能量储存于蓄电池内，为驱动系统工作所用。当多旋翼无人机开始工作时，发电系统不工作，通过蓄电池为驱动系统提供驱动力。当蓄电池的电量低于50％时，发电系统开始工作，为蓄电池充能，保证多旋翼无人机工作的有效进行。主驱动系统作为多旋翼无人机的主升力系统，为多旋翼无人机提供升力，副驱动系统作为多旋翼无人机的主动力系统，不仅为多旋翼无人机提供前进的主要动力，而且用于控制多旋翼无人机的平衡和方向，并且提供少部分升力，使得多旋翼无人机不仅具有纯电动飞行器的灵活性，而且具有燃油飞行器的悬停稳定性。除此之外，多旋翼无人机还拥有了快速飞行的机动性和油电发本文档来自技高网...

【技术保护点】
多旋翼无人机混合动力系统，包括机体和机臂，所述机体连接所述机臂，其特征在于：所述机体内设有控制系统，所述控制系统包括发电控制单元和驱动控制单元，所述发电控制单元连接有发电系统，所述驱动控制单元连接有驱动系统，所述发电系统包括油箱和油电发电机，所述油箱连接有发动机，所述发动机连接所述油电发电机，所述油电发电机连接有整流器，所述整流器连接有蓄电池，所述驱动系统包括主驱动系统和副驱动系统，所述主驱动系统位于所述机体的顶部，所述副驱动系统位于所述机体的侧面。

【技术特征摘要】
1.多旋翼无人机混合动力系统，包括机体和机臂，所述机体连接所述机臂，
其特征在于：所述机体内设有控制系统，所述控制系统包括发电控制单元
和驱动控制单元，所述发电控制单元连接有发电系统，所述驱动控制单元
连接有驱动系统，所述发电系统包括油箱和油电发电机，所述油箱连接有
发动机，所述发动机连接所述油电发电机，所述油电发电机连接有整流器，
所述整流器连接有蓄电池，所述驱动系统包括主驱动系统和副驱动系统，
所述主驱动系统位于所述机体的顶部，所述副驱动系统位于所述机体的侧
面。
2.根据权利要求1所述多旋翼无人机混合动力系统，其特征在于：所述主驱动
系统包括主驱动电机和主驱动旋翼，所述主驱动电机固定安装于所述机体
内，所述主驱动电机连接有主旋翼轴，所述主旋翼轴上设有主旋翼头，所
述主旋翼头连接所述主驱动旋翼。
3.根据权利要求1所述多旋翼无人机混合动力系统，其特征在于：所述副驱动
系统包括副驱动电机和副驱动轴，所述副驱动电机和所述副驱动轴安装于
所述机臂内，所述副驱动电机连接有副电机输出轴，所述副电机输出轴连...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宇，苏宪，李阳，连宏，
申请(专利权)人：杭州深空实业股份有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33