一种用于倾转旋翼飞行器的插电式混合动力驱动装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于倾转旋翼飞行器的插电式混合动力驱动装置，它包括：发动机、电动机/发电机、牵引电动机、功率分配装置、机翼短舱、动力耦合装置、能量存储装置、电动机/发电机控制器、电动机控制器、以及离合器、制动器等零部件。根据本发明专利技术的混合动力驱动组件，该装置具有多个动力源，可以根据飞行器的飞行状态进行动力组合：纯牵引电动机驱动左右两旋翼，也可实现电动机与发动机联合驱动旋翼，使发动机运行在最佳燃油使用效率区域。该装置简化了传动系统机械结构，增加了传动效率；同时，在牵引电动机出现电力不足和故障的情况下，能及时启动发动机补充电力和动力，增加了系统的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种用于倾转旋翼飞行器的插电式混合动力驱动装置
本专利技术属于混合动力驱动
，更为具体地讲，是一种用于倾转旋翼飞行器的混合动力驱动装置。技术背景用于倾转旋翼飞行器传统的动力驱动装置，通常采用纯发动机作为动力源，配合减速箱、多级传动轴与执行机构，最终驱动旋翼转动，这种驱动方式，其动力源单一、传动效率低、机械结构复杂，降低了其可靠性，尤其是在发动机出现故障情况下，飞行器的安全系数极低；同时，传统驱动装置输出功率不能随倾转旋翼飞行器飞行工况进行调整，发动机不能工作在最佳燃油经济区，增加了燃油消耗量，减小了飞行器的续航时间。因而，本专利技术主要针对倾转旋翼飞行器，设计一套混合动力驱动方案，改善传统航空领域驱动技术传动效率低、可靠性低、安全性低、燃油效率低的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种用于倾转旋翼飞行器的插电式混合动力驱动装置，该装置可以单独通过电动机驱动飞行器左右两旋翼，也可实现电动机与发动机联合驱动旋翼，使发动机功率运行在最佳工况，提高燃油的效率。本专利技术通过以下技术方案来实现：一种用于倾转旋翼飞行器的插电式混合动力驱动装置，该装置包括：发动机、离合器、制动器、控制系统，控制系统控制发动机输出动力，由离合器、制动器配合驱动旋翼，其特征在于该装置还包括：功率分配装置、电动机/发电机、能量存储装置、电动机/发电机控制器、牵引电动机控制器、左牵引电动机、左动力耦合装置、右牵引电动机、右动力耦合装置；所述电动机/发电机为一台既可以发电也可以提供动力的电机；所述发动机由燃油驱动，动力输出给功率分配装置，功率分配装置将发动机输出动力进行功率分流，可直接输出到左、右动力耦合装置为飞行器旋翼提供动力，也可部分分流输入电动机/发电机；电动机/发电机发出的电力通过电动机/发电机控制器存入能量存储装置中，电动机/发电机控制器同样能控制能量存储装置输出电力驱动电动机/发电机，为功率分配装置提供动力；所述牵引电动机控制器控制能量存储装置输出电力驱动左、右翼牵引电机；所述左、右翼牵引电机输出动力给左、右动力耦合装置为飞行器旋翼提供动力。进一步的，所述功率分配装置包括：行星齿轮系、行星齿轮系齿圈制动器(601)，行星齿轮系太阳齿轮输出轴制动器(602)、两组用于动力转向的齿轮系(Z1、Z3、Z5；Z2、Z4、Z6)；所述行星齿轮系包括：太阳齿轮、多个行星齿轮、行星齿轮系齿圈；所述行星齿轮系齿圈包括外齿轮、内齿轮、套筒，通过套筒同轴连接外齿轮和内齿轮形成中间带通孔的“工”字型结构；所述太阳齿轮同轴设置于行星齿轮系齿圈的内齿轮内，太阳齿轮的输出轴穿过行星齿轮系齿圈的套筒与电动机/发电机的转动轴相连，多个行星齿轮对称设置于太阳齿轮的外侧，同时与太阳齿轮和行星齿轮系齿圈的内齿轮啮合；所述多个行星齿轮的转动轴轴固定于一带有输入轴的安装盘上，安装盘的输入轴与发动机的输出轴相连；两组用于动力转向的齿轮系分别设置于行星齿轮系齿圈的外齿轮两侧并与其啮合；两组用于动力转向的齿轮系分别将动力传输至左、右动力耦合装置。进一步的，所述能量存储装置还包括充电控制电路、充电接口，可外接电源为能量存储装置充电。进一步的，所述功率分配装置的行星齿轮系中行星齿轮的数量为2或3。一种用于倾转旋翼飞行器的混合动力驱动装置，该装置包括：左翼短舱、右翼短舱、电动机/发电机控制器(3)、能量存储装置(4)，牵引电动机控制器(5)；所述左翼短舱包括：发动机(1)、功率分配装置(6)、电动机/发电机、动力耦合装置、牵引电动机；所述电动机/发电机为一台既可以发电也可以提供动力的电机；所述发动机由燃油驱动，动力输出给功率分配装置，功率分配装置将发动机输出动力进行功率分流，可直接输出到动力耦合装置为飞行器旋翼提供动力，也可部分分流输入电动机/发电机；电动机/发电机发出的电力通过电动机/发电机控制器存入能量存储装置中，电动机/发电机控制器同样能控制能量存储装置输出电力驱动电动机/发电机，为功率分配装置提供动力；所述牵引电动机控制器控制能量存储装置输出电力驱动牵引电机；所述牵引电机输出动力给动力耦合装置为飞行器左旋翼提供动力；所述右翼短舱结构完全与左翼短舱相同。进一步的，所述左右翼短舱中的功率分配装置包括：行星齿轮系、行星齿轮系齿圈制动器(601)，行星齿轮系太阳齿轮输出轴制动器(602)、一组用于动力转向的齿轮系；所述行星齿轮系包括：太阳齿轮、多个行星齿轮、行星齿轮系齿圈；所述行星齿轮系齿圈包括外齿轮、内齿轮、套筒，通过套筒同轴连接外齿轮和内齿轮形成中间带通孔的“工”字型结构；所述太阳齿轮同轴设置于行星齿轮系齿圈的内齿轮内，太阳齿轮的输出轴穿过行星齿轮系齿圈的套筒与电动机/发电机的转动轴相连，多个行星齿轮对称设置于太阳齿轮的外侧，同时与太阳齿轮和行星齿轮系齿圈的内齿轮啮合；所述多个行星齿轮的转动轴轴固定于一带有输入轴的安装盘上，安装盘的输入轴与发动机的输出轴相连；一组用于动力转向的齿轮系分别设置于行星齿轮系齿圈的外齿轮外侧并与其啮合；该组用于动力转向的齿轮系分别将动力传输至动力耦合装置,所述的动力耦合装置由一组齿轮系构成，也包括利用传动电动机的方式。进一步的，所述能量存储装置还包括充电控制电路、充电接口，可外接电源为能量存储装置充电。进一步的，所述功率分配装置的行星齿轮系中行星齿轮的数量为2或3。相比现有技术，本专利技术具有以下优点：1.可根据飞行器飞行状态进行动力组合，使发动机运行在最佳燃油区域，提高了燃油的经济性。2.左右两旋翼采用电动机驱动，较传统的纯发动机驱动，简化了机械机构以及减轻了重量，提高了系统的可靠性。3.飞行器旋翼具有多个个动力源(发动机、左翼牵引电动机、右翼牵引电动机、电动机/发电机)，增加了系统的冗余度。起飞时，可采用全部动力源共同驱动；巡航期间，可采用纯电动机驱动，发动机作为备用动力源，大大提高了飞行器的安全性能。附图说明图1为倾转旋翼飞行器插电式混合驱动装置布局方案1；图2为倾转旋翼飞行器插电式混合驱动装置布局方案2系统框图；图3为倾转旋翼飞行器插电式混合驱动装置布局方案2实施例；图中：1.发动机，2.电动机/发电机，3.电动机/发电机控制器，4.能量存储装置，5.牵引电动机控制器，6.功率分配装置，7.左翼短舱，8.右翼短舱，9.左翼牵引电动机，10.右翼牵引电动机，11.左翼动力耦合装置，12.右翼动力耦合装置，13.左旋翼，14.右旋翼，15.燃油箱，16.发动机离合器，17.电动机/发电机离合器，18.离合器1，19，离合器2，20.离合器3，21.离合器5，22.充电接口，23.左翼传动轴，24.右翼传动轴，601.行星轮系齿圈制动器，602.行星轮系太阳轮输出轴制动器，603行星轮系齿圈。具体实施方式下面结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明。一种用于倾转旋翼飞行器的插电式混合动力驱动装置。它包括发动机、电动机/发电机、牵引电动机、功率分配装置、机翼短舱、动力耦合装置、能量存储装置、电动机/发电机控制器、电动机控制器、以及离合器、制动器等零部件。如图1所示，给出了插电式倾转旋翼飞行器混合驱动装置布局方案1：左右机翼短舱内部装置完全相同，以左短舱为例，其包括发动机1、电动机/发电机2、功率分配装置6、左翼牵引电动机9本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于倾转旋翼飞行器的插电式混合动力驱动装置，该装置包括：发动机、离合器、制动器、控制系统，控制系统控制发动机输出动力，由离合器、制动器配合驱动旋翼，其特征在于该装置还包括：功率分配装置、电动机/发电机、能量存储装置、电动机/发电机控制器、牵引电动机控制器、左牵引电动机、左动力耦合装置、右牵引电动机、右动力耦合装置；所述电动机/发电机为一台既可以发电也可以提供动力的电机；所述发动机由燃油驱动，动力输出给功率分配装置，功率分配装置将发动机输出动力进行功率分流，可直接输出到左、右动力耦合装置为飞行器旋翼提供动力，也可部分分流输入电动机/发电机；电动机/发电机发出的电力通过电动机/发电机控制器存入能量存储装置中，电动机/发电机控制器同样能控制能量存储装置输出电力驱动电动机/发电机，为功率分配装置提供动力；所述牵引电动机控制器控制能量存储装置输出电力驱动左、右翼牵引电机；所述左、右翼牵引电机输出动力给左、右动力耦合装置为飞行器旋翼提供动力。

【技术特征摘要】
1.一种用于倾转旋翼飞行器的插电式混合动力驱动装置，该装置包括：发动机、离合器、制动器、控制系统，控制系统控制发动机输出动力，由离合器、制动器配合驱动旋翼，其特征在于该装置还包括：功率分配装置、电动机/发电机、能量存储装置、电动机/发电机控制器、牵引电动机控制器、左牵引电动机、左动力耦合装置、右牵引电动机、右动力耦合装置；所述电动机/发电机为一台既可以发电也可以提供动力的电机；所述发动机由燃油驱动，动力输出给功率分配装置，功率分配装置将发动机输出动力进行功率分流，可直接输出到左、右动力耦合装置为飞行器旋翼提供动力，也可部分分流输入电动机/发电机；电动机/发电机发出的电力通过电动机/发电机控制器存入能量存储装置中，电动机/发电机控制器同样能控制能量存储装置输出电力驱动电动机/发电机，为功率分配装置提供动力；所述牵引电动机控制器控制能量存储装置输出电力驱动左、右牵引电动机；所述左、右牵引电动机输出动力给左、右动力耦合装置为飞行器旋翼提供动力。2.如权利要求1所述的一种用于倾转旋翼飞行器的插电式混合动力驱动装置，其特征在于所述功率分配装置包括：行星齿轮系、行星齿轮系齿圈制动器(601)，行星齿轮系太阳齿轮输出轴制动器(602)、两组用于动力转向的齿轮系(Z1、Z3、Z5；Z2、Z4、Z6)；所述行星齿轮系包括：太阳齿轮、多个行星齿轮、行星齿轮系齿圈；所述行星齿轮系齿圈包括外齿轮、内齿轮、套筒，通过套筒同轴连接外齿轮和内齿轮形成中间带通孔的“工”字型结构；所述太阳齿轮同轴设置于行星齿轮系齿圈的内齿轮内，太阳齿轮的输出轴穿过行星齿轮系齿圈的套筒与电动机/发电机的转动轴相连，多个行星齿轮对称设置于太阳齿轮的外侧，同时与太阳齿轮和行星齿轮系齿圈的内齿轮啮合；所述多个行星齿轮的转动轴固定于一带有输入轴的安装盘上，安装盘的输入轴与发动机的输出轴相连；两组用于动力转向的齿轮系分别设置于行星齿轮系齿圈的外齿轮两侧并与其啮合；两组用于动力转向的齿轮系分别将动力传输至左、右动力耦合装置。3.如权利要求1所述的一种用于倾转旋翼飞行器的插电式混合动力驱动装置，其特征在于所述能量存储装置还包括充电控制电路、充电接口，可外接电源为能量存储装置充电。4.如权利要求2所述的一种用于倾转旋翼飞行器的插电式混合动力驱动装置，其特征在于所述功率分配装置的行星齿轮系中行星齿轮的数量为2或3。5.一种用于倾转...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴跃洪，唐鹏，唐逵，邓程心，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51