一种混合动力系统、倾转旋翼飞行器和控制方法技术方案

本发明专利技术涉及一种本发明专利技术的混合动力系统、倾转旋翼飞行器和控制方法，所述混合动力系统包括动力装置、主减速器、换向减速器、传动部件、传动轴和末端减速器，其中，所述动力装置通过所述传动部件连接所述主减速器；所述主减速器的输出轴连接所述换向减速器；所述传动轴的一端连接所述换向减速器，另一端连接所述末端减速器。本发明专利技术通过混合动力系统与传动系统的共同作用，解决了倾转旋翼飞行器垂直起降时的最大功率需求问题，以及最高速前飞时的最大功率需求，同时满足倾转旋翼飞行器长航时的巡航飞行要求。本发明专利技术整体结构紧凑，系统总体功重比高，具备拓展性与较高的可靠性。具备拓展性与较高的可靠性。具备拓展性与较高的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种混合动力系统、倾转旋翼飞行器和控制方法


[0001]本专利技术属于无人机控制领域，具体涉及一种混合动力系统、倾转旋翼飞行器和控制方法。

技术介绍

[0002]现有技术中，使用纯电动驱动的倾转旋翼无人机，受限于电池的功率密度，在无人机长时间飞行时，电池所提供的航时较短，而使用发动机发电的无人机，需要将发动机提供的电能驱动电机旋转，继而由电机的旋转来带动旋翼进行旋转，从而使无人机能够飞行的，但是，这种提供电能的方式，由于在发动机在发电过程及无人机在使用电能进行运动的用电过程中均存在功率转换，功率转换过程中则存在能量损失，从而使无人机的动力系统总体的使用效率不高，尤其在高原地区使用无人机执行任务时，在无人机面对高原高寒等极限环境要求时，功率转换过程中的能量由于极限环境导致提供的驱动功率更加不足，不能满足所要求的最大前飞速度及最大起飞重量要求，而现有技术中采用大功率电池或发动机，但由于其它条件的限制，功率转换效果也不是太好，导致无人机在执行任务时，驱动功率一直无法满足飞行要求。

技术实现思路

[0003]为了克服现有技术存在的上述问题，本专利技术提供一种混合动力系统、倾转旋翼飞行器和控制方法，用于解决现有技术中存在的上述问题。
[0004]一种混合动力系统，所述混合动力系统包括动力装置、主减速器、换向减速器、传动部件、传动轴和末端减速器，
[0005]其中，所述动力装置通过所述传动部件连接所述主减速器；
[0006]所述主减速器的输出轴连接所述换向减速器；
[0007]所述传动轴的一端连接所述换向减速器，另一端连接所述末端减速器。
[0008]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述主减速器包括箱体、动力单元和转换单元，所述箱体罩设在所述动力单元和转换单元的外部。
[0009]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述动力单元包括电机及其驱动控制模块，所述转换单元为锥齿轮，所述电机设置在所述锥齿轮上。
[0010]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述动力装置为发动机，所述传动部件为离合器，所述离合器的一端连接所述发动机，另一端连接所述主减速器。
[0011]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述末端减速器包括相互连接的锥齿轮组与行星齿轮组。
[0012]本专利技术还提供了一种倾转旋翼飞行器，包括传动系统和混合动力系统，所述混合动力系统与所述传动系统并联设置。
[0013]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述倾转旋
翼飞行器还包括散热风扇，所述散热风扇连接主减速器，用于为发动机散热。
[0014]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述倾转旋翼飞行器包括机载电池，所述机载电池连接主减速器的电机，用于向所述电机提供输入功率。
[0015]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，末端减速器可围绕传动轴转动，在所述倾转旋翼飞行器垂直起飞时，所述末端减速器垂直向上；在所述倾转旋翼飞行器水平前飞时，所述末端减速器水平向前，与所述倾转旋翼飞行器前飞方向平行。
[0016]本专利技术还提供一种倾转旋翼飞行器的控制方法，所述方法用于对本专利技术所述的倾转旋翼飞行器进行控制，包括如下步骤：
[0017]在倾转旋翼飞行器垂直起飞阶段，当前工作状态的倾转旋翼飞行器起飞重量对应所需要的需用功率超过发动机额定最大输出功率时，电机工作模式设置为电动机模式；
[0018]当倾转旋翼飞行器完成垂直起降阶段之后，转入水平飞行，以固定翼模式飞行时，倾转旋翼飞行器所需要的功率大小于发动机的额定功率，电机工作模式设置为发电机模式；
[0019]当倾转旋翼飞行器以最高速、固定翼模式进行前飞时，倾转旋翼飞行器所需要的所需功率超过发动机额定最大输出功率，电机工作模式设置为电动机模式；
[0020]当倾转旋翼飞行器突破了最高速的飞行状态，或者机载电池功率已经消耗完，电机工作模式设置为发电机模式，为机载电池充电；
[0021]当倾转旋翼飞行器垂直降落时，如果当前工作的倾转旋翼飞行器的整机重量所需要的功率超过发动机额定最大输出功率，电机工作模式设置为电动机模式。
[0022]本专利技术的有益效果
[0023]与现有技术相比，本专利技术有如下有益效果：
[0024]本专利技术的混合动力系统，包括动力装置、主减速器、换向减速器、传动部件、传动轴和末端减速器，其中，所述动力装置通过所述传动部件连接所述主减速器；所述主减速器的输出轴连接所述换向减速器；所述传动轴的一端连接所述换向减速器，另一端连接所述末端减速器。本专利技术通过混合动力系统与飞行器自身的传动系统共同作用，解决了倾转旋翼飞行器垂直起降时的最大功率需求问题，以及最高速前飞时的最大功率需求，同时满足倾转旋翼飞行器长航时的巡航飞行要求。本专利技术整体结构紧凑，系统总体功重比高，具备拓展性与较高的可靠性。
附图说明
[0025]图1为本专利技术的实施例中倾转旋翼飞行器整体外观示意图；
[0026]图2为本专利技术的实施例中离合器结构剖视图；
[0027]图3为本专利技术的实施例中机翼与第二传动轴的连接示意图；
[0028]图4为本专利技术的实施例中主减速器的结构示意图；
[0029]图5为本专利技术的实施例中换向减速器的示意图；
[0030]图6为本专利技术的实施例中第二传动轴的示意图；
[0031]图7为本专利技术的实施例中末端减速器的示意图；
[0032]图8为本专利技术的实施例中混合动力系统结构示意图；
[0033]图9为主减速器内部的结构示意图。
具体实施方式
[0034]为了更好的理解本专利技术的技术方案，本
技术实现思路
包括但不限于下文中的具体实施方式，相似的技术和方法都应该视为本专利技术保护的范畴之内。为使本专利技术要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
[0035]应当明确，本专利技术所描述的实施例仅仅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它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0036]在本专利技术实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本专利技术。在本专利技术实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
[0037]如图8所示为本专利技术的整体框架,本专利技术为一种混合动力系统，面向本专利技术的系统不限制具体运行的硬件和编程语言，用任何语言编写都可以完成，为此其他工作模式不再赘述。
[0038]本专利技术的混合动力系统，所述混合动力系统包括动力装置、主减速器、换向减速器、传动部件、传动轴和末端减速器，其中，所述动力装置通过所述传动部件连接所述主减速器；所述主本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种混合动力系统，其特征在于，所述混合动力系统包括动力装置、主减速器、换向减速器、传动部件、传动轴和末端减速器，其中，所述动力装置通过所述传动部件连接所述主减速器；所述主减速器的输出轴连接所述换向减速器；所述传动轴的一端连接所述换向减速器，另一端连接所述末端减速器。2.根据权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，所述主减速器包括箱体、动力单元和转换单元，所述箱体罩设在所述动力单元和转换单元的外部。3.根据权利要求2所述的混合动力系统，其特征在于，所述动力单元包括电机及其驱动控制模块，所述转换单元为锥齿轮，所述电机设置在所述锥齿轮上。4.根据权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，所述动力装置为发动机，所述传动部件为离合器，所述离合器的一端连接所述发动机，另一端连接所述主减速器。5.根据权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，所述末端减速器包括相互连接的锥齿轮组与行星齿轮组。6.一种倾转旋翼飞行器，其特征在于，所述倾转旋翼飞行器包括传动系统和权利要求1
‑
5任一项所述的混合动力系统，所述混合动力系统与所述传动系统并联设置。7.根据权利要求6所述的倾转旋翼飞行器，其特征在于，所述倾转旋翼飞行器还包括散热风扇，所述散热风扇连接主减速器，用于为发动机散热。8.根据权利要求6所述的倾转旋翼飞行器，其特征在于，所述倾转旋...

【专利技术属性】
技术研发人员：张玉文，刘壮华，王超，邓帅，刘业宝，王红民，
申请(专利权)人：航天时代飞鸿技术有限公司，
类型：发明
国别省市：