搭载发动机的自主型飞行装置制造方法及图纸

技术编号:22757567 阅读:31 留言:0更新日期:2019-12-07 05:02
本发明专利技术提供能够大幅确保有效载荷及连续飞行时间,并且能够正确进行飞行时的位置姿态的调整的自主型飞行装置。本发明专利技术的自主型飞行装置(10)具备施加主推力的主旋翼(14A)等、进行姿态控制的副旋翼(15A)等、产生用于主旋翼14A等及副旋翼15A等旋转的能量的发动机(30)、控制副旋翼(15A)等的旋转的运算控制装置(31)。另外,主旋翼(14A)等通过与发动机(30)驱动连接而旋转,另一方面,副旋翼(15A)等利用马达来旋转,该马达利用从通过发动机(30)运转的发电机(16A)等产生的电力来驱动。另外,运算控制装置(31)在进行使机身倾斜的姿态控制时副旋翼(15A)的输出分配比比进行悬停时大。

Autonomous flight device with engine

The invention provides an autonomous flight device which can greatly ensure the payload and continuous flight time, and can correctly adjust the position and attitude during flight. The autonomous flight device (10) of the invention has a main rotor (14a) applying a main thrust, an auxiliary rotor (15a) performing an attitude control, an engine (30) generating energy for the rotation of the main rotor (14a) and the auxiliary rotor (15a), and an operation control device (31) controlling the rotation of the auxiliary rotor (15a). In addition, the main rotor (14a) and the like rotate by driving connection with the engine (30), and the auxiliary rotor (15a) and the like rotate by using a motor, which is driven by the electric power generated from the generator (16a) and the like running through the engine (30). In addition, the output distribution ratio of the auxiliary rotor (15a) is larger than that of the hover when the operational control device (31) performs the attitude control of inclining the fuselage.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】搭载发动机的自主型飞行装置
本专利技术涉及搭载发动机的自主型飞行装置,特别是涉及通过发动机驱动性地驱动主旋翼,且利用从通过发动机驱动的发电机获得的电力使副旋翼旋转的所谓混合动力型的搭载发动机的自主型飞行装置。
技术介绍
目前,公知有在空中可无人飞行的自主型飞行装置。这种自主型飞行装置可通过绕垂直轴旋转的旋翼的推力在空中飞行。作为该自主型飞行装置的应用领域,例如考虑有输送领域、测量领域及摄影领域等。在这种领域应用自主型飞行装置的情况下,在飞行装置配备测量设备、摄影设备。通过使飞行装置应用于该领域,能够使飞行装置在人无法进入的地域飞行,进行这样的地域的输送、摄影及测量。涉及该自主型飞行装置的专利技术例如在专利文献1及专利文献2中所记载。在一般的自主型飞行装置中,上述的旋翼利用由搭载于飞行装置的蓄电池供给的电力而旋转。然而,在蓄电池产生的电力的供给时,由于能量的供给量不一定足够,因此为了实现持续长时间的连续飞行,也出现搭载了发动机的自主型飞行装置。在这种自主型飞行装置中,通过发动机的驱动力使发电机旋转,且通过由该发电机发电的电力使旋翼旋转驱动。该结构的自主型飞行装置由于在能量从动力源供给到旋翼的路径中发动机和发电机串联连接,因此也被称为串联型无人机。通过使用这种自主型飞行装置进行摄影及测量,能够进行大范围的摄影及测量。搭载了发动机的飞行装置例如专利文献3中所记载。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2012-51545号公报专利文献2:日本特开2014-240242号公报专利文献3:日本特开2011-251678号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题鉴于自主型飞行装置的用途正扩大的现状,在自主型飞行装置中要求增加能够搭载的物品的重量,即增加有效载荷。而且,在自主型飞行装置中还要求为长距离飞行而长时间持续连续地飞行。然而,在仅具有蓄电池作为旋翼的驱动能量源的蓄电池驱动的自主型飞行装置中,因从蓄电池获得的能量并不很大,所以具有有效载荷及连续飞行时间小这种问题。例如,蓄电池驱动的自主型飞行装置的有效载荷为10kg左右,其连续飞行时间为20分左右。另外,在使用通过发动机发电的电力使旋翼旋转的串联型的自主型飞行装置中,因驱动源为发动机,所以能够使有效载荷相对较大,另外,能够使连续飞行时间相对较大。例如,串联型的自主型飞行装置的有效载荷为20kg左右,其连续飞行时间为1小时左右。然而,在串联型的自主型飞行装置中传递到旋翼的能量由于经由发动机、发电机、功率调节器及马达,所以根据发电机和功率调节器的效率而产生能量损失。因此,串联型的自主型飞行装置作为整体的能量转换效率不高,具有不易增大有效载荷的课题。另外,还开发了具备发动机驱动的旋翼和马达驱动的旋翼的自主型飞行装置的混合动力型的自主型飞行装置,但提高运转效率同时稳定进行自主型飞行装置10的姿态变更等并不容易。本专利技术是鉴于上述的事情而创建的,其目的在于,提供能够大幅确保有效载荷及连续飞行时间,并且能够正确地进行在飞行时的位置姿态的调整的自主型飞行装置。用于解决问题的技术方案在本专利技术的搭载发动机的自主型飞行装置中,具备对机身施加主推力的主旋翼、进行所述机身的姿态控制的副旋翼、产生用于所述主旋翼及所述副旋翼旋转的能量的发动机、控制所述副旋翼的旋转的运算控制装置,所述主旋翼与所述发动机驱动连接而旋转,所述副旋翼利用马达而旋转,该马达利用从通过所述发动机运转的发电机产生的电力来驱动,所述运算控制装置在进行使所述机身倾斜的姿态控制时,所述副旋翼的输出分配比比进行悬停时大。另外,在本专利技术的搭载发动机的自主型飞行装置中,所述运算控制装置进行所述姿态控制时将向所述副旋翼的输出分配比设定为10%以上且30%以下。另外,在本专利技术的搭载发动机的自主型飞行装置中,具备转换从所述发电机产生的所述电力的电力转换器、将从所述电力转换器输出的电力蓄电的电容器,所述运算控制装置在进行所述悬停时,所述电容器蓄电,在进行所述姿态控制时,将所述电容器放电的电力供给所述马达。另外,在本专利技术的搭载发动机的自主型飞行装置中,所述发动机的转速在进行所述悬停时和进行所述姿态控制时大体相同。另外,在本专利技术的搭载发动机的自主型飞行装置中,所述发动机和所述主旋翼经由带驱动连接。另外,在本专利技术的搭载发动机的自主型飞行装置中,所述发动机具有包括进行往复运动的第一活塞的第一发动机部、包括在与所述第一活塞对置的状态下进行往复运动的第二活塞的第二发动机部。另外,在本专利技术的搭载发动机的自主型飞行装置中,所述第一活塞和所述第二活塞在连通的汽缸的内部进行往复运动。另外,在本专利技术的搭载发动机的自主型飞行装置中,所述第一活塞在第一汽缸的内部进行往复运动,所述第二活塞在与所述第一汽缸分体形成的第二汽缸的内部进行往复运动。另外,在本专利技术的搭载发动机的自主型飞行装置中,所述副旋翼安装于从配置有所述发动机的部位朝向外侧延伸的副臂的前端侧,所述主旋翼安装于从配置有所述发动机的部位朝向外侧延伸且比所述副臂长的主臂的前端侧。另外,在本专利技术的搭载发动机的自主型飞行装置中,驱动力经由安装于从发动机的曲轴向外部延伸的轴上的发动机侧带轮、安装于所述主旋翼的旋翼侧带轮、绕挂于所述发动机侧带轮和所述旋翼侧带轮之间的带传递到所述主旋翼上。另外,在本专利技术的搭载发动机的自主型飞行装置中,在将构成所述发动机的所述第一发动机部及第二发动机部排列的方向设为第一方向,将与所述第一方向正交的方向设为第二方向的情况下,所述主旋翼具有第一主旋翼,其由所述第一发动机部驱动,并且沿着所述第一方向配置于外侧;第二主旋翼,其由所述第二发动机部驱动,并且位于与所述第一主旋翼相对的位置,所述副旋翼具有第一副旋翼,其在所述第一主旋翼侧沿着所述第二方向配置于外侧;所述第二副旋翼,其沿着所述第二方向配置于与所述第一副旋翼相对的位置;第三副旋翼,其在所述第二主旋翼侧沿着所述第二方向配置于外侧;所述第四副旋翼,其沿着所述第二方向配置于与所述第三副旋翼相对的位置。另外,在本专利技术的搭载发动机的自主型飞行装置中,所述发动机具有形成有第一平衡块的曲轴、在相对于所述第一平衡块对称的位置形成有第二平衡块的平衡器轴,通过所述曲轴及所述平衡器轴的驱动力使所述主旋翼旋转。专利技术效果在本专利技术的搭载发动机的自主型飞行装置中,具备对机身施加主推力的主旋翼、进行所述机身的姿态控制的副旋翼、产生用于所述主旋翼及所述副旋翼旋转的能量的发动机、控制所述副旋翼的旋转的运算控制装置,所述主旋翼通过与所述发动机驱动连接而旋转,所述副旋翼利用马达而旋转,该马达利用从通过所述发动机运转的发电机产生的电力来驱动,所述运算控制装置在进行使所述机身倾斜的姿态控制时所述副旋翼的输出分配比比进行悬停时大。因此,为了使搭载发动机的自主型飞行装置在空中移动,进行使机身倾斜的姿态控制时,通过增大副旋翼的输出分配比,能够使机身适当倾斜移动。另外,在本专利技术的搭载发动机的自主型本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种搭载发动机的自主型飞行装置,其特征在于,/n具备对机身施加主推力的主旋翼、进行所述机身的姿态控制的副旋翼、产生用于所述主旋翼及所述副旋翼旋转的能量的发动机、控制所述副旋翼旋转的运算控制装置,/n所述主旋翼通过与所述发动机驱动连接而旋转,/n所述副旋翼通过马达而旋转,该马达利用从通过所述发动机运转的发电机产生的电力来驱动,/n所述运算控制装置在进行使所述机身倾斜的姿态控制时,使所述副旋翼的输出分配比比进行悬停时大。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170927 JP 2017-1857641.一种搭载发动机的自主型飞行装置,其特征在于,
具备对机身施加主推力的主旋翼、进行所述机身的姿态控制的副旋翼、产生用于所述主旋翼及所述副旋翼旋转的能量的发动机、控制所述副旋翼旋转的运算控制装置,
所述主旋翼通过与所述发动机驱动连接而旋转,
所述副旋翼通过马达而旋转,该马达利用从通过所述发动机运转的发电机产生的电力来驱动,
所述运算控制装置在进行使所述机身倾斜的姿态控制时,使所述副旋翼的输出分配比比进行悬停时大。


2.根据权利要求1所述的搭载发动机的自主型飞行装置,其特征在于,
所述运算控制装置在进行所述姿态控制时,将向所述副旋翼的输出分配比设定为10%以上且30%以下。


3.根据权利要求1或2所述的搭载发动机的自主型飞行装置,其特征在于,
还具备转换从所述发电机产生的所述电力的电力转换器、和将从所述电力转换器输出的电力进行蓄电的电容器,
就所述运算控制装置而言,
在进行悬停时使所述电容器进行蓄电,
在进行所述姿态控制时,将所述电容器放电的电力供给到所述马达。


4.根据权利要求3所述的搭载发动机的自主型飞行装置,其特征在于,
所述发动机的转速在进行所述悬停时和进行所述姿态控制时大体相同。


5.根据权利要求1~3中任一项所述的搭载发动机的自主型飞行装置,其特征在于,
所述发动机和所述主旋翼经由带驱动连接。


6.根据权利要求1~5中任一项所述的搭载发动机的自主型飞行装置,其特征在于,
所述发动机具有包括进行往复运动的第一活塞的第一发动机部、包括在与所述第一活塞对置的状态下进行往复运动的第二活塞的第二发动机部。


7.根据权利要求6所述的搭载发动机的自主型飞行装置,其特征在于,
所述第一活塞和所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员:石川满茅沼秀高
申请(专利权)人:株式会社石川能源研究
类型:发明
国别省市:日本;JP

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