油电混合动力旋翼无人机制造技术

一种油电混合动力旋翼无人机，其包括圆环形机架和设置在机架周围的多个桨叶，机架的中央设置有圆柱形主涵道，其特征在于，主涵道内设置有发动机和齿轮机构；机架中在主涵道周围设置有环状凹槽，所述凹槽内设置有发电机，所述发电机包括定子和转子，所述定子包括与环状凹槽同心的中空的圆环形线圈架，圆环形线圈架上等间隔缠绕有N个线圈；圆环形线圈架内的空腔内设置有转子，转子至少包括永久磁铁和环形的齿轮，在相邻线圈之间的圆环形线圈架上及机架上形成有使所述环形齿轮的一部分露出于主涵道的窗部；发动机通过齿轮机构透过窗部与环形的齿轮啮合从而使转子在圆环形线圈架内的空腔内旋转。本发明专利技术仅通过发动机就能产生电能，从而增加了无人机的飞行时长。

Oil and electricity hybrid power rotor unmanned aircraft

【技术实现步骤摘要】
油电混合动力旋翼无人机
本专利技术涉及一种油电混合动力旋翼无人机，尤其涉及一种仅通过发动机就能产生电能，并能增加了无人机的飞行的灵活性。
技术介绍
小型无人机由于成本低、易于使用等特点，在消费和工业领域得到越来越广泛的使用。目前国内外无人机主要有三类，第一类为旋翼无人机，第二类为传统类型无人直升飞机，第三类为电动多轴无人机。第一类的旋翼无人机飞行效率高但无法垂直起降，使用场地受限；第二类的传统无人直升机可垂直起降，但机械及动力传动结构复杂，成本高、安全性低且操作难度大；第三类电动多轴无人机操作简单，但由于采用电力驱动使得飞行时间受限，一般为半小时左右。
技术实现思路
为克服现有技术中存在的缺点，本专利技术的专利技术目的是提供一种液电混合动力旋翼无人机，其通过发动机就能产生电能，从而增加了无人机的飞行时间及灵活性。为实现所述专利技术目的，本专利技术提一种油电混合动力旋翼无人机，其包括圆环形机架和设置在机架周围的多个桨叶，机架的中央设置有圆柱形主涵道，其特征在于，主涵道内设置有发动机和齿轮机构；机架中在主涵道周围设置有环状凹槽，所述凹槽内设置有发电机，所述发电机包括定子和转子，所述定子包括与环状凹槽同心的中空的圆环形线圈架，圆环形线圈架上等间隔缠绕有N个线圈；圆环形线圈架内的空腔内设置有转子，转子至少包括永久磁铁和环形的齿轮，在相邻线圈之间的圆环形线圈架上及机架上形成有使所述环形齿轮的一部分露出于主涵道的窗部；发动机通过齿轮机构透过窗部与环形的齿轮啮合从而使转子在圆环形线圈架内的空腔内旋转。优选地，所述转子包括与圆环形线圈架同心的磁铁环，所述磁铁环包括：环状的磁铁盒、多块永久磁铁、环形齿轮和多个滑轮，环状的磁铁盒用于收纳多块磁铁，相邻两块磁铁极性相同，该环形齿轮与环状的磁铁盒同心并设置于环状的磁铁盒上；该多个滑轮以与所述圆环形线圈架中空腔内壁接触的方式均匀配置于所述环状的磁铁盒上。优选地，齿轮机构至少包括一个主齿轮和至少一个传递齿轮，传递齿轮通过与主齿轮和环形齿轮啮合的方式，将主齿轮的动能传递给环形齿轮，所述主齿轮固定于发动机的输出轴上，发动机的输出轴连接有主桨叶。优选地，磁铁环旋转时，圆环形线圈架上缠绕的线圈输出电能。优选地，圆环形线圈架上缠绕的线圈输出的电能电经整流滤波后能够给可充电电池充电优选地，桨叶由电动机提供动力，电动机由可充电电池能提供能源。优选地，电动机设置在磁铁环附近，其包括机壳和设置在机壳内的线圈，所述线圈通过电流滑环连接于电机驱动器，当磁铁环环旋转时，电机内的线圈旋转从而驱动桨叶旋转。优选地，所述电机靠近机架，当磁铁环旋转时，会驱动电机的中的线圈旋转，从而带动连接于其轴上的桨叶旋转。与现有技术相比，本专利技术提供的油电混合动力旋翼无人机由于采用了上述结构，从而仅通过发动机就能产生电能，从而增加了无人机的飞行的灵活性。附图说明图1是本专利技术提供的油电混合动力旋翼无人机的控制系统的组成框图；图2是专利技术提供的发电机的示意图；图3是本专利技术提供的设置主涵道中的齿轮架的示意图；图4是表示沿着图2中的发电机沿A-B方向的截面示意图；图5是本专利技术提供的发电机的电能分配的组成框图；图6是本专利技术提供的驱动装置的组成框图；图7是本专利技术提供的射频单元的组成框图；图8是本专利技术提供的频率的组成框图；图9是本专利技术提供的压控振荡漾器的组成框图；图10是本专利技术提供的功率放大器的组成框图；图11是本专利技术提供加密过程的示意图；图12是本专利技术提供解密过程的示意图。具体实施方式以下，参照附图详细说明本专利技术的实施方式。此外，对图中相同或者相当的部分赋予相同符号，不再进行反复的说明。本说明书中，用语“水平面”是指与重力方向交叉的面，并非是限定于与重力方向严格地以90°的角度交叉的面。其中，将无人机的壳体100置于与重力方向所成的角度尽可能接近90°的面，从能量转换装置100的动作方面来讲是优选的。另外，本说明书中上下方向意思是重力方向(铅直方向)。根据本专利技术一个实施例，油电混合动力旋翼无人机包括机架和设置在机架周围的多个旋翼，机架的中央设置有圆柱形主涵道，机架中在主涵道周围设置有环状凹槽，凹槽内设置发电机，主涵道内设置有发动机和齿轮机构；。机架采用铝合金骨架，外铺碳纤维复合材料，在保证强度的同时减轻机身重量。设置在主涵道内的支架为碳纤维杆以用于支撑燃油发动机，作为涵道无人机的主动力，发动机的油箱安置在主体涵道下的壳体内。桨叶采复合材料制成。图1是本专利技术提供的无人机的控制系统的组成框图，如图1所示，根据本专利技术一实施例，无人机的控制系统包括飞控器406、根据飞行处理器的指令驱动无人机飞行的伺服机构、通信子系统、照相子系统和处理器405，其中，飞控器406根据处理器405的指令给伺服机构提供控制信号，以使伺服机构根据预设路径或者地面控制终端的指令进行飞行，也将无人机飞行时的数据传送给处理器405，伺服机构示例性地包括四个电机控制器和四个电机，电机控制器如电机控制器CON1、电机控制器CON2、电机控制器CON3和电机控制器CON4；电机如电机M1、电机M2、电机M3和电机M4，四个电机控制器分别控制四个电机。无人机还包括照相子系统，其包括照相机412和相机控制器413，所述照相机412连接于相机控制器413，其用于对被监视的区域进行航拍，并将所航拍的图像信息传送给相机控制器413，相机控制器413连接于处理器405，其用于对输入的图像信息进行处理而后传送给处理器405。通信子系统包括数字基带单元410、调制单元411和通信卡414，通信卡414通过插槽连接于数字基带单元410，发信时，所述数字基带单元410用于将处理器要传送的信息进行信源编码和信道编码，而后传送给调制单元411，所述调制单元411包括发射器，所述发射器用于将数字基带单元传送来的信息进行加密并调制到频随PN随机序列产生器产生的PN随而变化的载波信号上而后进行功放，最后通过天线发射到空间；调制单元411还包括接收器，接收器用于将天线接收的信号进行解调和解密，而后将数据发送给数字基带单元410，数字基带单元410用于将数字基带信号进行信道解码、信源解码，取出控制终端发送来的数据或者指令。本专利技术中，照相机通过万向节固定于无人机平台上，使照相机的摄影轴opzp随无人机的机体坐标系的OZ重合，使照相机的像平面的opxp轴与无人机的机体坐标系的OX平行，照相机的像平面的opyp轴与无人机的机体坐标系的OY平行，如此安装，可以通过测量无人机的姿态角而推算出摄影轴的姿态角。根据本专利技术第一实施例，无人机的控制系统还包括高度计415，其用于获取无人机与地面的高度信息。根据本专利技术一实施例，无人机的控制系统还包括存储器408，其用于存储飞控程序和无人机伺服机构的所获取的数据。所述伺服机构包括电机及其控制器。无人机的控制系统还包括导航定位接收器403，其通过天线A1接收导航定位卫星的关于无人机的位置信息及时间信息，并将数据传送给处理器405。导航定位接收器403例如为GPS接收器、北斗定位授时接收器等。根据本专利技术一实施例，将导航定位器的接收天线轴与照相机的光轴同轴设置，如此可根据导航定位接器确定的无人机的位置信息根据坐标变换的原理确定照相机所拍摄图像的中心点的坐标。无人机的控制系统还包括MEMS402，在无人机上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种油电混合动力旋翼无人机，其包括圆环形机架和设置在机架周围的多个桨叶，机架的中央设置有圆柱形主涵道，其特征在于，主涵道内设置有发动机和齿轮机构；机架中在主涵道周围设置有环状凹槽，所述凹槽内设置有发电机，所述发电机包括定子和转子，所述定子包括与环状凹槽同心的中空的圆环形线圈架，圆环形线圈架上等间隔缠绕有N个线圈；圆环形线圈架内的空腔内设置有转子，转子至少包括永久磁铁和环形的齿轮，在相邻线圈之间的圆环形线圈架上及机架上形成有使所述环形齿轮的一部分露出于主涵道的窗部；发动机通过齿轮机构透过窗部与环形的齿轮啮合从而使转子在圆环形线圈架内的空腔内旋转。

【技术特征摘要】
1.一种油电混合动力旋翼无人机，其包括圆环形机架和设置在机架周围的多个桨叶，机架的中央设置有圆柱形主涵道，其特征在于，主涵道内设置有发动机和齿轮机构；机架中在主涵道周围设置有环状凹槽，所述凹槽内设置有发电机，所述发电机包括定子和转子，所述定子包括与环状凹槽同心的中空的圆环形线圈架，圆环形线圈架上等间隔缠绕有N个线圈；圆环形线圈架内的空腔内设置有转子，转子至少包括永久磁铁和环形的齿轮，在相邻线圈之间的圆环形线圈架上及机架上形成有使所述环形齿轮的一部分露出于主涵道的窗部；发动机通过齿轮机构透过窗部与环形的齿轮啮合从而使转子在圆环形线圈架内的空腔内旋转。2.根据权利要求1所述的油电混合动力旋翼无人机，其特征在于，所述转子包括与圆环形线圈架同心的磁铁环，所述磁铁环包括：环状的磁铁盒、多块永久磁铁、环形齿轮和多个滑轮，环状的磁铁盒用于收纳多块磁铁，相邻两块磁铁极性相同，该环形齿轮与环状的磁铁盒同心并设置于环状的磁铁盒上；该多个滑轮以与所述圆环形线圈架中空腔内壁接触的方式均匀配置于所述环状的磁铁盒上。3.根据权利要求2所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：伍可炳，董震，姜鹏翰，姚君，
申请(专利权)人：天津飞眼无人机科技有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12