一種六旋翼油電混合飛行器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種六旋翼油電混合飛行器，特別是一種油電混合并聯(lián)輸出動(dòng)力和電力，其中動(dòng)力提供飛行器主升力和發(fā)電機(jī)動(dòng)力，電力提供次升力和保持平穩(wěn)飛行的旋翼飛行器。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有旋翼飛行器都是通過飛行控制器來控制多個(gè)旋翼的轉(zhuǎn)速或者是通過改變螺旋槳變距來實(shí)現(xiàn)飛行器的飛行平穩(wěn)性，這兩種飛行器都使用如無刷電機(jī)、電調(diào)器、鋰電池和飛行控制器零部件等實(shí)現(xiàn)了飛行動(dòng)作。
[0003]現(xiàn)有純電飛行器飛行時(shí)間一般在20分鐘左右，任務(wù)載荷又過小，在軍事、科研、工業(yè)、農(nóng)業(yè)植保、國土測(cè)繪、海洋巡查、搶險(xiǎn)救災(zāi)、電力巡線架線和警用巡邏抓捕等領(lǐng)域的實(shí)際使用價(jià)值并不高，而這些領(lǐng)域?qū)o人飛行器的續(xù)航時(shí)間和有效載荷這兩個(gè)最基本的技術(shù)指標(biāo)又是要求極高的，而現(xiàn)有無人飛行器的應(yīng)用大部分還停留在低端市場(chǎng)，如航模玩具、個(gè)人航拍等玩具類性質(zhì)方面的使用較多，而在這個(gè)領(lǐng)域，現(xiàn)有多旋翼飛行器的續(xù)航時(shí)間和有效載荷也僅僅能滿足最基本的使用需求，充其量也僅僅能稱作為玩具。使用純電能供給飛行器所需能源，其鋰電池儲(chǔ)能小，則導(dǎo)致飛行時(shí)間短；需要續(xù)航時(shí)間長，就需要大容量電池，則又導(dǎo)致電池重量過大，造成空重過大、占用實(shí)際有效載荷等問題。
[0004]當(dāng)然針對(duì)這兩個(gè)實(shí)際使用中的短腿，也有相對(duì)的解決辦法，如采用全燃油動(dòng)力或者油電混合動(dòng)力，來提高飛行器的續(xù)航時(shí)間和載荷，但是采用這兩種動(dòng)力方法也是有其弊端和局限性的。單純采用燃油動(dòng)力的飛行器所有動(dòng)作都必須由燃油發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，特別是為了保持飛行穩(wěn)定而按飛控發(fā)出的指令進(jìn)行的槳葉微調(diào)或轉(zhuǎn)速調(diào)整，就要耗費(fèi)可觀的載油量，同時(shí)帶來的噪音大，振動(dòng)大，都是影響飛行器的不利因素；采用油電混合動(dòng)力的飛行器，現(xiàn)有所謂的油電混合的飛行器，雖然表面上是將燃油動(dòng)能和電能同時(shí)安裝在了飛行器上，但是幾乎全是全油或者全電的工作狀態(tài)，也就是燃油發(fā)動(dòng)機(jī)工作提供能量，蓄電池不參與供能，或者是完全由蓄電池輸出能量，而燃油發(fā)動(dòng)機(jī)不工作不輸出能量，其本質(zhì)上還是單一分開的供能方式。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的是為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種六旋翼飛行器，特別是一種油電混合并聯(lián)輸出動(dòng)力和電力，其中發(fā)動(dòng)機(jī)所輸出的動(dòng)力帶動(dòng)兩個(gè)變矩旋翼的旋轉(zhuǎn)提供飛行器主升力，同時(shí)帶動(dòng)同軸發(fā)電機(jī)發(fā)電，給鋰電池充電，并由鋰電池輸出電能為其余四個(gè)固定旋翼的無刷電機(jī)工作提供能源，使該四個(gè)固定旋翼與兩個(gè)變矩旋翼同時(shí)工作，保持飛行的平穩(wěn)，和對(duì)飛行姿態(tài)的調(diào)整。
[0006]根據(jù)本實(shí)用新型提出的一種六旋翼油電混合飛行器，包括機(jī)身主體(I)、旋翼組件
(2)，其特征在于，機(jī)身主體(I)內(nèi)包括無刷電調(diào)器(3)、飛行控制器(4)、發(fā)動(dòng)機(jī)(5)、離合器(6)、鋰電池(7)、同軸發(fā)電機(jī)(8)、穩(wěn)壓器(9)、GPS模塊(10)、充電器(11)、油箱(12)、同步帶輪(13)和同步帶(14)，所述的旋翼組件(2)由固定旋翼組件和變矩旋翼組件構(gòu)成，包括無刷電機(jī)(15)、固定螺旋槳葉(16)、變矩螺旋槳葉(17)、數(shù)字舵機(jī)(18)、變矩螺旋槳葉總成
(19)、支撐臂一(20)和支撐臂二(21)。
[0007]所述的支撐臂一(20) —端與機(jī)身主體(I)為剛性連接，另一端分別與四套固定旋翼組件相連組成機(jī)身前部和后部四個(gè)固定旋翼，支撐臂二(21) —端與機(jī)身主體(I)采用彈性阻尼結(jié)構(gòu)相連，另一端分別與兩套變矩旋翼組件相連組成機(jī)身中部兩個(gè)變矩旋翼。
[0008]所述的發(fā)動(dòng)機(jī)(5)、離合器(6)、同軸發(fā)電機(jī)⑶和同步帶輪(12)組成發(fā)動(dòng)機(jī)并聯(lián)動(dòng)力電力輸出總成，通過同步帶輪(13)和同步帶(14)與機(jī)身中部兩個(gè)變矩旋翼相連，并帶動(dòng)該兩個(gè)變矩旋翼的變矩螺旋槳葉(17)轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生主升力。
[0009]所述的發(fā)動(dòng)機(jī)(5)除將動(dòng)力直接輸出并帶動(dòng)兩個(gè)變矩旋翼旋轉(zhuǎn)外，同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)(5)所輸出的動(dòng)力帶動(dòng)同軸發(fā)電機(jī)(8)發(fā)電，所發(fā)電能經(jīng)穩(wěn)壓器(9)處理后輸出并存儲(chǔ)于鋰電池(7)中，鋰電池(7)輸出電能為其余四個(gè)固定旋翼的無刷電機(jī)(15)工作提供能源，使該四個(gè)固定旋翼與兩個(gè)變矩旋翼同時(shí)工作。
[0010]本實(shí)用新型的工作原理是，燃油發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行后產(chǎn)生的動(dòng)力不光可直接帶動(dòng)兩個(gè)變矩旋翼旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生飛行所需主升力，同時(shí)燃油發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行后所輸出的能量還可以同時(shí)帶動(dòng)同軸發(fā)電機(jī)發(fā)電，發(fā)電機(jī)所發(fā)電能經(jīng)穩(wěn)壓處理后可直接存儲(chǔ)于飛行器上的鋰電池中，再由鋰電池輸出電能給四個(gè)固定旋翼的無刷電機(jī)，使四個(gè)固定旋翼與兩個(gè)變矩旋翼同時(shí)工作。
[0011]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比顯著優(yōu)點(diǎn)是:所述的發(fā)動(dòng)機(jī)(5)通過同步帶輪(13)和同步帶(14)與機(jī)身中部兩個(gè)變矩旋翼相連，并帶動(dòng)該兩個(gè)變矩旋翼的變矩螺旋槳葉(17)轉(zhuǎn)動(dòng)，由發(fā)動(dòng)機(jī)直接提供動(dòng)力產(chǎn)生升力，增大了升力，提高了有效載荷和機(jī)動(dòng)能力。
[0012]所述的發(fā)動(dòng)機(jī)(5)除將動(dòng)力直接輸出并帶動(dòng)兩個(gè)變矩旋翼旋轉(zhuǎn)外，同時(shí)帶動(dòng)同軸發(fā)電機(jī)⑶發(fā)電，所發(fā)電能存儲(chǔ)于鋰電池⑵中，鋰電池(7)輸出電能為其余四個(gè)固定旋翼的無刷電機(jī)(15)工作提供能源，使該四個(gè)固定旋翼與兩個(gè)變矩旋翼同時(shí)工作提高了飛行穩(wěn)定性，增加了續(xù)航時(shí)間。
[0013]所述的支撐臂二(21) —端與機(jī)身主體(I)采用彈性阻尼連接方式，吸收發(fā)動(dòng)機(jī)
(5)運(yùn)行時(shí)震動(dòng)，避免產(chǎn)生的震動(dòng)傳遞給飛行器主體，造成整體結(jié)構(gòu)的顫振，不僅提高了飛行器的飛行穩(wěn)定性，同時(shí)穩(wěn)定性增加也利于機(jī)載設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)工作。如可以大大提高機(jī)載相機(jī)的拍攝環(huán)境，提高拍攝所得視頻影像和照片的畫質(zhì)。
[0014]所述的兩個(gè)變矩旋翼位于機(jī)身主體(I)中部兩側(cè)，左右相對(duì)而置，螺旋槳旋轉(zhuǎn)方向相對(duì)，解決了單發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)距扭力，實(shí)現(xiàn)了扭力平衡，提高了飛行的穩(wěn)定性，便于機(jī)載設(shè)備的工作。
[0015]所述的機(jī)身前部和后部為四個(gè)固定旋翼，機(jī)身中部為兩個(gè)變矩旋翼，使得飛行器機(jī)身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，外形美觀，機(jī)身容納空間大。
[0016]所述的兩個(gè)變矩旋翼通過發(fā)動(dòng)機(jī)(5)上的同步帶輪(13)和同步帶(14)相連，并驅(qū)動(dòng)該兩個(gè)變矩旋翼旋轉(zhuǎn)，旋翼升力大小由飛行控制器(4)控制數(shù)字舵機(jī)(18)來改變旋翼頭總距大小來實(shí)現(xiàn)，解決了現(xiàn)有旋翼機(jī)升力不可控的問題，提高了飛行操控性能和安全性。
[0017]所述的四個(gè)固定旋翼中的兩個(gè)位于飛行器前部，兩個(gè)固定旋翼位于飛行器后部，分別位于機(jī)身主體⑴兩側(cè)，左右相對(duì)而置，四個(gè)固定旋翼均由鋰電池(7)直接供能，由飛行控制器(4)控制其完成飛行過程的維穩(wěn)和機(jī)動(dòng)飛行動(dòng)作。
[0018]所述的鋰電池(7)和油箱(12)分別位于機(jī)身主體⑴前部或后部，降低了漏電導(dǎo)致引燃燃油的可能性，提高了飛行可靠性和安全性。
[0019]所述的發(fā)動(dòng)機(jī)(5)位于機(jī)身主體(I)中部，將重心位于飛行器中間部位，使得飛行更加平穩(wěn)。
[0020]所述的發(fā)動(dòng)機(jī)(5)在飛行過程中始終保持恒速轉(zhuǎn)動(dòng)，利于平穩(wěn)長時(shí)間的帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，也就增加了飛行器的續(xù)航時(shí)間。
[0021]所述的另一種替代結(jié)構(gòu)，所述的兩個(gè)變矩螺旋槳葉總成(19)上分別安裝一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)(5)，發(fā)動(dòng)機(jī)(5)與變矩螺旋槳葉總成(19)相連，直接帶動(dòng)變矩螺旋槳葉(17)旋轉(zhuǎn)，大大提高了飛行器的升力，同時(shí)也就極大的增加了飛行器的任務(wù)載荷，使其適用范圍更廣。
[0022]所述的分別位于兩個(gè)變矩螺旋槳葉總成(19)上的發(fā)動(dòng)機(jī)(5)各自并聯(lián)一個(gè)同軸發(fā)電機(jī)(8)帶動(dòng)其發(fā)電，為機(jī)身中間鋰電池充電，兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)(5)所直接帶動(dòng)的兩個(gè)變矩旋翼旋轉(zhuǎn)方向相反，大大增加了飛行過程中發(fā)電量，不僅為飛行器本身飛行所需提供了更多能源，也為添加的機(jī)載外掛設(shè)備如攝像頭、雷達(dá)和無線電等提供了充足的能源，提高了飛行器的任務(wù)多樣性，可以使飛行器更加大型化和智能化，使其應(yīng)用更加廣泛，兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)(5)所直接帶動(dòng)的兩個(gè)變矩旋翼旋轉(zhuǎn)方向相反，同樣起到了抵消了距轉(zhuǎn)力的作用，提供了更大的升力，增加了飛行的穩(wěn)定性和有效載荷。
【附圖說明】
[0023]圖1、一種六旋翼油電混合飛行器的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖2、發(fā)動(dòng)機(jī)示意圖。
[0025]圖3、油電并聯(lián)輸出示意圖。
[0026]圖4、變矩旋翼總成示意圖。
[0027]圖5、替代結(jié)構(gòu)雙發(fā)動(dòng)機(jī)示意圖。
[0028]附圖標(biāo)記列表
[0029]1、機(jī)身主體2、旋翼組件3、無刷電調(diào)器4、飛行控制器 5、發(fā)動(dòng)機(jī) 6、離合器 7、鋰電池 8、同軸發(fā)電機(jī) 9、穩(wěn)壓器 10、GPS模塊 11、充電器 12、油箱 13、同步帶輪 14、同步帶 15、無刷電機(jī) 16、固定螺旋槳葉 17、變矩螺旋槳葉 18、數(shù)字舵機(jī) 19、變矩螺旋槳葉總成 20、支撐臂一 21、支撐臂二。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面通過實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。
[0031]實(shí)用新型的目的是為旋翼飛行器提供一種技術(shù)方案，本實(shí)用新型發(fā)動(dòng)機(jī)所輸出的動(dòng)力除帶動(dòng)兩個(gè)變矩旋翼的旋轉(zhuǎn)外，同時(shí)帶動(dòng)同軸發(fā)電機(jī)發(fā)電，所發(fā)電能經(jīng)穩(wěn)壓器處理后輸出并存儲(chǔ)于鋰電池中，由鋰電池輸出電能為其余四個(gè)固定旋翼的無刷電機(jī)工作提供能源，使該四個(gè)固定旋翼與兩個(gè)變矩旋翼同時(shí)工作。
[0032]圖1、圖2、圖3、圖4和圖5所示一種六旋翼油電混合飛行器，其結(jié)構(gòu)包括機(jī)身主體
(I)、旋翼組件(2)、無刷電調(diào)器(3)、飛行控制器(4)、發(fā)動(dòng)機(jī)(5)、離合器(6)、鋰電池(7)、同軸發(fā)電機(jī)(8)、穩(wěn)壓器(9)、GPS模塊(10)、充電器(11)、油箱(12)、同步帶輪(13)、同步帶(14)、旋翼組件(2)、無刷電機(jī)(15)、固