一種混合動力多軸旋翼無人機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及無人機技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種混合動力多軸旋翼無人機。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的發(fā)展，無人機在軍事和民用領(lǐng)域也廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)有的多軸旋翼無人機有三種動力方式:
[0003]a)采用多個鋰電池+電動機+電子調(diào)速器+螺旋槳串聯(lián)組件并聯(lián)作為多軸電動力系統(tǒng)，這是目前絕大多數(shù)多軸旋翼無人機采用的動力方式，飛行控制響應(yīng)快、功率密度大，但因鋰電池能量密度低，無論機身如何減重，電動多軸旋翼無人機飛行時間大多不超過幾十分鐘。
[0004]b)采用多個燃油發(fā)動機+機械變矩變速機構(gòu)+螺旋槳串聯(lián)組件并聯(lián)作為多軸油動力系統(tǒng)。燃油發(fā)動機能量密度大，但變矩變速機構(gòu)使用齒輪、皮帶等機械傳動部件，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故障率高，且飛行控制算法單一，任意1個軸出現(xiàn)問題，將會導(dǎo)致整個飛行器失控墜落。
[0005]c)采用1個燃油發(fā)動機+機械變矩變速機構(gòu)+螺旋槳串聯(lián)組件和多個鋰電池+電動機+電子調(diào)速器+螺旋槳串聯(lián)組件并聯(lián)作為多軸油電混合動力系統(tǒng)，使用燃油發(fā)動機提供主升力，電動機提供俯仰、滾轉(zhuǎn)等姿態(tài)控制力和輔助升力，但燃油動力姿控自由度有限，無法獨立飛行，油電動力不能互為備份，且需人工拉繩啟動油機起飛，可靠性和實用性有待【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和不足，提供一種航時長、設(shè)計合理、使用方便的一種混合動力多軸旋翼無人機，它具有航時長，載荷大，安全性可靠性高等優(yōu)點。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是:
[0008]本實用新型所述的一種混合動力多軸旋翼無人機，它包括無人機本體，所述無人機本體包括設(shè)置在機殼內(nèi)的飛控系統(tǒng)和多軸驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于:它還包括油電混合動力系統(tǒng)、伺服模塊和測控模塊；所述油電混合動力系統(tǒng)由燃油活塞發(fā)動機、油箱、發(fā)電模塊、整流模塊和鋰電池組成；該燃油活塞發(fā)動機一端與油箱通過油管相連，該燃油活塞發(fā)動機另一端與伺服模塊相連，該燃油活塞發(fā)動機輸出軸與發(fā)電模塊相連，該發(fā)電模塊與整流模塊一端相連，該整流模塊另一端與鋰電池并聯(lián)后和多軸驅(qū)動系統(tǒng)相連，該多軸驅(qū)動系統(tǒng)由若干個單軸驅(qū)動器組成，該單軸驅(qū)動器由無刷電動機、電子調(diào)速器和螺旋槳串聯(lián)組成。
[0009]進一步地，伺服模塊內(nèi)的油門舵機、風(fēng)門舵機輸出端通過連桿和燃油活塞發(fā)動機相連，舵機輸入端、油箱內(nèi)的液位傳感器與測控模塊內(nèi)的測控微處理器相連，建立數(shù)學(xué)模型控制燃油活塞發(fā)動機穩(wěn)定工作，并以軟件的形式寫入微處理器。
[0010]進一步地，發(fā)電模塊內(nèi)的電動機上安置有可以檢測電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和燃油活塞發(fā)動機活塞位置的霍爾傳感器，電動機與燃油活塞發(fā)動機的機軸使用鍵或聯(lián)軸器連接。
[0011]進一步地，飛控系統(tǒng)保證無人機的飛行穩(wěn)定性和操縱性，可根據(jù)無人機載荷計算消耗功率，自動或根據(jù)地面指令控制燃油活塞發(fā)動機功率并在燃油和鋰電池動力間進行切換，保障無人機以最小的能量消耗得到最大的飛行時間。飛控系統(tǒng)上述功能以軟件形式寫入其微處理器。
[0012]采用上述結(jié)構(gòu)后，本實用新型有益效果為:本實用新型所述的一種混合動力多軸旋翼無人機，它采用燃油活塞發(fā)動機連接發(fā)電模塊發(fā)電后和鋰電池并聯(lián)協(xié)同工作提高了混合動力多軸旋翼無人機的航時和載重能力；采用燃油活塞發(fā)動機和使用整流模塊、伺服模塊和大功率高效發(fā)電模塊，以鋰電池為動力實現(xiàn)混合動力多軸旋翼無人機自啟動；油、電動力可獨立控制飛行姿態(tài)，互為備份，提高了混合動力多軸旋翼無人機的整機安全性，它具有航時長，載重大，易控制，安全性好等優(yōu)點。
【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2是本實用新型中伺服模塊與燃油活塞發(fā)動機和測控模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3是本實用新型中電動機上安裝霍爾傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖4是本實用新型飛控系統(tǒng)與燃油活塞發(fā)動機的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]附圖標(biāo)記說明:
[0018]1、油電混合動力系統(tǒng)；11、燃油活塞發(fā)動機；12、整流模塊；13、鋰電池電池；14、發(fā)電模塊；15、油箱；151、液位傳感器；2、飛控系統(tǒng)；3、單軸驅(qū)動器；31、無刷電動機；32、電子調(diào)速器；33、螺旋槳；4、測控模塊；41、測控微處理器；5、伺服模塊；51、油門舵機；52、風(fēng)門舵機；6、霍爾傳感器；7、聯(lián)軸器。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的說明。
[0020]如圖1所示，本實用新型所述的一種混合動力多軸旋翼無人機，它包括無人機本體，所述無人機本體包括設(shè)置在機殼內(nèi)的飛控系統(tǒng)2和多軸驅(qū)動系統(tǒng)，它還包括油電混合動力系統(tǒng)1、伺服模塊5和測控模塊4 ;所述油電混合動力系統(tǒng)1由燃油活塞發(fā)動機11、油箱15、發(fā)電模塊14、整流模塊12和鋰電池13組成；該燃油活塞發(fā)動機11 一端與油箱15通過油管相連，該燃油活塞發(fā)動機11另一端與伺服模塊4相連，該燃油活塞發(fā)動機11輸出軸與發(fā)電模塊14相連，該發(fā)電模塊14與整流模塊12 —端相連，該整流模塊12另一端與鋰電池13并聯(lián)后和多軸驅(qū)動系統(tǒng)相連，該多軸驅(qū)動系統(tǒng)由若干個單軸驅(qū)動器3組成，該單軸驅(qū)動器3由無刷電動機31、電子調(diào)速器32和螺旋槳33串聯(lián)組成。
[0021]如圖2所示，伺服模塊5內(nèi)的油門舵機51、風(fēng)門舵機52輸出端通過連桿和燃油活塞發(fā)動機11相連，舵機輸入端、油箱15內(nèi)的液位傳感器151與測控模塊4內(nèi)的測控微處理器41相連，建立數(shù)學(xué)模型控制燃油活塞發(fā)動機穩(wěn)定工作，并以軟件的形式寫入微處理器。
[0022]如圖3所示，發(fā)電模塊14內(nèi)的電動機31上安置有可以檢測電動機31轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和燃油活塞發(fā)動機11活塞位置的霍爾傳感器6，電動機31與燃油活塞發(fā)動機11的機軸使用鍵