一種六旋翼油電混合飛行器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明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)輸出動力和電力，其中動力提供飛行器主升力和發(fā)電機動力，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旋翼的轉(zhuǎn)速或者是通過改變螺旋槳變距來實現(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、電調(diào)器、鋰電池和飛行控制器零部件等實現(xiàn)了飛行動作。
[0003]現(xiàn)有純電飛行器飛行時間一般在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、國土測繪、海洋巡查、搶險救災(zāi)、電力巡線架線和警用巡邏抓捕等領(lǐng)域的實際使用價值并不高，而這些領(lǐng)域?qū)o人飛行器的續(xù)航時間和有效載荷這兩個最基本的技術(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，如航模玩具、個人航拍等玩具類性質(zhì)方面的使用較多，而在這個領(lǐng)域，現(xiàn)有多旋翼飛行器的續(xù)航時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，其鋰電池儲能小，則導(dǎo)致飛行時間短；需要續(xù)航時間長，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、占用實際有效載荷等問題。
[0004]當(dāng)然針對這兩個實際使用中的短腿，也有相對的解決辦法，如采用全燃油動力或者油電混合動力，來提高飛行器的續(xù)航時間和載荷，但是采用這兩種動力方法也是有其弊端和局限性的。單純采用燃油動力的飛行器所有動作都必須由燃油發(fā)動機提供動力，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，就要耗費可觀的載油量，同時帶來的噪音大，振動大，都是影響飛行器的不利因素；采用油電混合動力的飛行器，現(xiàn)有所謂的油電混合的飛行器，雖然表面上是將燃油動能和電能同時安裝在了飛行器上，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)動機工作提供能量，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)動機不工作不輸出能量，其本質(zhì)上還是單一分開的供能方式。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是為克服現(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)輸出動力和電力，其中發(fā)動機所輸出的動力帶動兩個變矩旋翼的旋轉(zhuǎn)提供飛行器主升力，同時帶動同軸發(fā)電機發(fā)電，給鋰電池充電，并由鋰電池輸出電能為其余四個固定旋翼的無刷電機工作提供能源，使該四個固定旋翼與兩個變矩旋翼同時工作，保持飛行的平穩(wěn)，和對飛行姿態(tài)的調(diào)整。
[0006]根據(jù)本發(fā)明提出的一種六旋翼油電混合飛行器，包括機身主體(I)、旋翼組件
(2)，其特征在于，機身主體(I)內(nèi)包括無刷電調(diào)器(3)、飛行控制器(4)、發(fā)動機(5)、離合器(6)、鋰電池(7)、同軸發(fā)電機(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(15)、固定螺旋槳葉(16)、變矩螺旋槳葉(17)、數(shù)字舵機(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身前部和后部四個固定旋翼，支撐臂二(21) —端與機身主體(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身中部兩個變矩旋翼。
[0008]所述的發(fā)動機(5)、離合器(6)、同軸發(fā)電機⑶和同步帶輪(12)組成發(fā)動機并聯(lián)動力電力輸出總成，通過同步帶輪(13)和同步帶(14)與機身中部兩個變矩旋翼相連，并帶動該兩個變矩旋翼的變矩螺旋槳葉(17)轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生主升力。
[0009]所述的發(fā)動機(5)除將動力直接輸出并帶動兩個變矩旋翼旋轉(zhuǎn)外，同時發(fā)動機
(5)所輸出的動力帶動同軸發(fā)電機(8)發(fā)電，所發(fā)電能經(jīng)穩(wěn)壓器(9)處理后輸出并存儲于鋰電池(7)中，鋰電池(7)輸出電能為其余四個固定旋翼的無刷電機(15)工作提供能源，使該四個固定旋翼與兩個變矩旋翼同時工作。
[0010]本發(fā)明的工作原理是，燃油發(fā)動機運行后產(chǎn)生的動力不光可直接帶動兩個變矩旋翼旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生飛行所需主升力，同時燃油發(fā)動機運行后所輸出的能量還可以同時帶動同軸發(fā)電機發(fā)電，發(fā)電機所發(fā)電能經(jīng)穩(wěn)壓處理后可直接存儲于飛行器上的鋰電池中，再由鋰電池輸出電能給四個固定旋翼的無刷電機，使四個固定旋翼與兩個變矩旋翼同時工作。
[0011]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比顯著優(yōu)點是:所述的發(fā)動機(5)通過同步帶輪(13)和同步帶(14)與機身中部兩個變矩旋翼相連，并帶動該兩個變矩旋翼的變矩螺旋槳葉(17)轉(zhuǎn)動，由發(fā)動機直接提供動力產(chǎn)生升力，增大了升力，提高了有效載荷和機動能力。
[0012]所述的發(fā)動機(5)除將動力直接輸出并帶動兩個變矩旋翼旋轉(zhuǎn)外，同時帶動同軸發(fā)電機⑶發(fā)電，所發(fā)電能存儲于鋰電池⑵中，鋰電池(7)輸出電能為其余四個固定旋翼的無刷電機(15)工作提供能源，使該四個固定旋翼與兩個變矩旋翼同時工作提高了飛行穩(wěn)定性，增加了續(xù)航時間。
[0013]所述的支撐臂二(21) —端與機身主體(I)采用彈性阻尼連接方式，吸收發(fā)動機
(5)運行時震動，避免產(chǎn)生的震動傳遞給飛行器主體，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，同時穩(wěn)定性增加也利于機載設(shè)備的運轉(zhuǎn)工作。如可以大大提高機載相機的拍攝環(huán)境，提高拍攝所得視頻影像和照片的畫質(zhì)。
[0014]所述的兩個變矩旋翼位于機身主體(I)中部兩側(cè)，左右相對而置，螺旋槳旋轉(zhuǎn)方向相對，解決了單發(fā)動機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)距扭力，實現(xiàn)了扭力平衡，提高了飛行的穩(wěn)定性，便于機載設(shè)備的工作。
[0015]所述的機身前部和后部為四個固定旋翼，機身中部為兩個變矩旋翼，使得飛行器機身結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，外形美觀，機身容納空間大。
[0016]所述的兩個變矩旋翼通過發(fā)動機(5)上的同步帶輪(13)和同步帶(14)相連，并驅(qū)動該兩個變矩旋翼旋轉(zhuǎn)，旋翼升力大小由飛行控制器(4)控制數(shù)字舵機(18)來改變旋翼頭總距大小來實現(xiàn)，解決了現(xiàn)有旋翼機升力不可控的問題，提高了飛行操控性能和安全性。
[0017]所述的四個固定旋翼中的兩個位于飛行器前部，兩個固定旋翼位于飛行器后部，分別位于機身主體⑴兩側(cè)，左右相對而置，四個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)和機動飛行動作。
[0018]所述的鋰電池(7)和油箱(12)分別位于機身主體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)動機(5)位于機身主體(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)動機(5)在飛行過程中始終保持恒速轉(zhuǎn)動，利于平穩(wěn)長時間的帶動發(fā)電機發(fā)電，也就增加了飛行器的續(xù)航時間。
[0021]所述的另一種替代結(jié)構(gòu)，所述的兩個變矩螺旋槳葉總成(19)上分別安裝一臺發(fā)動機(5)，發(fā)動機(5)與變矩螺旋槳葉總成(19)相連，直接帶動變矩螺旋槳葉(17)旋轉(zhuǎn)，大大提高了飛行器的升力，同時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變矩螺旋槳葉總成(19)上的發(fā)動機(5)各自并聯(lián)一個同軸發(fā)電機(8)帶動其發(fā)電，為機身中間鋰電池充電，兩個發(fā)動機(5)所直接帶動的兩個變矩旋翼旋轉(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，兩個發(fā)動機(5)所直接帶動的兩個變矩旋翼旋轉(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)動機示意圖。
[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)動機示意圖。
[0028]附圖標(biāo)記列表
1、機身主體2、旋翼組件3、無刷電調(diào)器4、飛行控制器 5、
發(fā)動機6、離合器7、鋰電池8、同軸發(fā)電機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16、固定螺旋槳葉 17、變矩螺旋槳葉18、數(shù)字舵機19、變矩螺旋槳葉總成20、支撐臂一21、支撐臂二。
【具體實施方式】
[0029]下面通過實施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。
[0030]發(fā)明的目的是為旋翼飛行器提供一種技術(shù)方案，本發(fā)明發(fā)動機所輸出的動力除帶動兩個變矩旋翼的旋轉(zhuǎn)外，同時帶動同軸發(fā)電機發(fā)電，所發(fā)電能經(jīng)穩(wěn)壓器處理后輸出并存儲于鋰電池中，由鋰電池輸出電能為其余四個固定旋翼的無刷電機工作提供能源，使該四個固定旋翼與兩個變矩旋翼同時工作。
[0031]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)動機(5)、離合器(6)、鋰電池(7)、同軸發(fā)電機(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(15)、固定螺旋槳葉(16)、變矩螺旋槳葉(17)、數(shù)字舵機
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