本发明专利技术实施例涉及航空动力技术领域，提供一种内燃发电装置和无人机动力系统。内燃发电装置包括机壳、内燃机、直线发电机和板弹簧，内燃机、直线发电机和板簧均固定安装于机壳内，内燃机包括气缸和与气缸配合的自由活塞，直线发电机包括作为动子的永磁铁和作为定子的线圈，所述自由活塞和永磁铁通过主轴固定连接，板弹簧的中心孔固定套接于主轴。本发明专利技术实施例提供的内燃发电装置，通过将自由活塞式内燃机和直线发电机结合，将其与电动机相连为无人机提供动力时，可满足长航时需求；活塞与气缸之间无侧向力，减少了活塞与气缸的磨损，提高了装置的使用寿命，降低了系统的噪声；板弹簧能够储能，以保证循环的进行。以保证循环的进行。以保证循环的进行。
【技术实现步骤摘要】
一种内燃发电装置和无人机动力系统
[0001]本专利技术涉及航空动力
，尤其涉及一种内燃发电装置和无人机动力系统。
技术介绍
[0002]自20世纪飞机诞生以来，航空技术一直是人类重要技术之一，而其中航空动力历来是航空技术中的难点和关键。随着无人机的发展，对其发动机的需求日益加剧，性能优异、价格便宜的发动机愈加受到欢迎，这就为无人机的发动机技术的发展提供了方向和目标。
[0003]很多无人机使用电动机作为动力源，但是现在电池的能量密度低，造成无人机的续航时间短，限制了使用环境。还有很多无人机使用往复式活塞发动机作为动力源，但是往复活塞式发动机需要借助曲柄连杆连接活塞和曲轴，将活塞的往复运动转换为曲轴的回转运动，导致活塞与气缸壁产生侧向力，使得活塞或汽缸受到磨损，造成不可逆的损失，降低其使用寿命，且效率也很难提高，噪音大，限制了使用范围。
技术实现思路
[0004]本专利技术实施例提供一种内燃发电装置和无人机动力系统，用以解决现有的无人机上采用电机作为动力源时，续航时间短；以及采用往复活塞式发动机作为动力源时，使用寿命短噪音大的问题。
[0005]本专利技术实施例提供一种内燃发电装置，包括机壳、内燃机、直线发电机和板弹簧，所述内燃机、直线发电机和板簧均固定安装于所述机壳内，所述内燃机包括气缸和与所述气缸配合的自由活塞，所述直线发电机包括作为动子的永磁铁和作为定子的线圈，所述自由活塞和所述永磁铁通过主轴固定连接，所述板弹簧的中心孔固定套接于所述主轴。
[0006]根据本专利技术一个实施例的内燃发电装置，两个所述板弹簧间隔设置。
[0007]根据本专利技术一个实施例的内燃发电装置，所述自由活塞为内部中空结构，所述内燃机的排气口与所述自由活塞的内部连通，所述自由活塞的外周端面开设有多个通气孔。
[0008]根据本专利技术一个实施例的内燃发电装置，包括多个所述内燃机和多个所述直线发电机，多个所述内燃机的自由活塞和多个所述直线发电机的永磁铁分别一一对应地通过所述主轴固定连接，多个所述内燃机呈环形阵列分布，多个所述内燃机的自由活塞相对所述环形阵列的中心同步运动。
[0009]根据本专利技术一个实施例的内燃发电装置，所述内燃机和所述直线发电机均为两个，两个所述直线发电机对置设置，两个所述内燃机的自由活塞相对运动。
[0010]根据本专利技术一个实施例的内燃发电装置，所述自由活塞和所述气缸之间的配合间隙为10～20μm。
[0011]本专利技术实施例还提供一种动力系统，包括电动机和上述任一种内燃发电装置，所述线圈与所述电动机的输入端连接。
[0012]根据本专利技术一个实施例的动力系统，还包括控制器，所述内燃机的喷油口连接有
喷油器，所述控制器与所述喷油器电连接。
[0013]根据本专利技术一个实施例的动力系统，还包括储能电池、位置传感器和换向器，所述储能电池的输入端和所述电动机的输入端分别通过所述换向器与所述线圈电连接，所述储能电池的输出端通过所述换向器与所述线圈连接，所述储能电池的输出端还与所述电动机电连接，所述位置传感器安装于所述自由活塞或所述主轴，所述控制器与所述位置传感器、所述储能电池和所述换向器电连接。
[0014]根据本专利技术一个实施例的无人机动力系统，所述电动机为无刷电机。
[0015]本专利技术实施例提供的内燃发电装置和动力系统，通过自由活塞式内燃机和直线发电机结合，将内燃机的自由活塞与直线发电机的线圈通过主轴连接，将内燃机产生的动能持续传递给直线发电机发电。将其与电动机相连为无人机提供动力时，相比于单独使用电动机作为动力源，可满足如无人机的动力需求和长航时需求；相比于使用往复活塞式内燃发动机作为动力源，减少了曲柄连杆和曲轴，避免了活塞与气缸之间的侧向力，减少了活塞与气缸之间的磨损，提高了整个装置的使用寿命，降低了动力系统的噪声，绿色环保；板弹簧能够在自由活塞向下止点运动时提供储能，以保证在燃料做功完成后，提供线圈和自由活塞反向运动的能量，保证循环的进行。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1是本专利技术实施例内燃发电装置；
[0018]图2是本专利技术实施例中自由活塞的部分结构示意图；
[0019]图3是本专利技术实施例动力系统的结构示意图。
[0020]附图标记：
[0021]1、机壳；2、内燃机；21、气缸；211、喷油口；212、排气阀；22、活塞；221、通气孔；3、直线发电机；31、永磁铁；32、线圈；33、内回铁；34、外回铁；4、板弹簧；5、主轴；61、电动机；62、控制器；63、喷油器；64、电池；65、位置传感器；66、换向器。
具体实施方式
[0022]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0023]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0024]下面结合图1-图2描述本专利技术实施例的内燃发电装置。
[0025]如图1所示为本专利技术实施例内燃发电装置，该内燃发电装置用于与电动机相连，为无人机提供动力。该内燃发电装置包括机壳1、、内燃机2、直线发电机3和板弹簧4，内燃机2、直线发电机3和板弹簧4均固定安装于机壳1内，内燃机2包括气缸21和与气缸21配合的自由活塞22，直线发电机3包括作为动子的永磁铁31和作为定子的线圈32，自由活塞22和永磁铁31通过主轴5固定连接，板弹簧4的中心孔固定套接于主轴5。其中，线圈32为环形线圈，永磁铁31为环形磁体。环形线圈和环形磁体之间的配合间隙不大于0.6mm，以减小电量损失。永磁铁31的内外分别设有用于导磁的环形内回铁33和环形外回铁34，线圈32设置在外回铁34内部。
[0026]具体的，气缸21上设置有喷油口211和排气阀212。在使用时，从喷油口211向气缸内喷入燃料如航空汽油和空气，在气缸21内点火燃烧产生动力，推动主轴5做直线运动，主轴5带动永磁铁31做直线运动，板弹簧4在这一过程中储能；燃料做完功后，在板弹簧4的储能驱动主轴5反向运动从而带动自由活塞22向气缸21的上止点方向运动，排气阀212打开排出乏汽，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种内燃发电装置，其特征在于，包括机壳、内燃机、直线发电机和板弹簧，所述内燃机、直线发电机和板簧均固定安装于所述机壳内，所述内燃机包括气缸和与所述气缸配合的自由活塞，所述直线发电机包括作为动子的永磁铁和作为定子的线圈，所述自由活塞和所述永磁铁通过主轴固定连接，所述板弹簧的中心孔固定套接于所述主轴。2.根据权利要求1所述的内燃发电装置，其特征在于，两个所述板弹簧间隔设置。3.根据权利要求1所述的内燃发电装置，其特征在于，所述自由活塞为内部中空结构，所述内燃机的排气口与所述自由活塞的内部连通，所述自由活塞的外周端面开设有多个通气孔。4.根据权利要求1～3任一项所述的内燃发电装置，其特征在于，包括多个所述内燃机和多个所述直线发电机，多个所述内燃机的自由活塞和多个所述直线发电机的永磁铁分别一一对应地通过所述主轴固定连接，多个所述内燃机呈环形阵列分布，多个所述内燃机的自由活塞相对所述环形阵列的中心同步运动。5.根据权利要求4所述的内燃发电装置，其特征在于，所述内燃机和所述直线发电机均为...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄志杰，牛越峰，高海朋，孙建，刘元丽，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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