混合動力無人機制造技術

本發明專利技術涉及無人機動力系統技術領域，提供混合動力無人機，包括機身及機翼，動力系統為電動機驅動螺旋槳，機身前方設有鴨翼，機身內部設有一組高功率密度電源和另一組高能量密度電源，兩組電源并聯通過控制器與螺旋槳電機連接，垂直起降時動力主要來自高功率密度電源，而高能量密度電源在平飛時提供動力并且能為高功率密度電池充電。本發明專利技術使垂直起降固定翼飛行器在起降時主要利用大功率高放電倍率的鋰電池提供短期大功率動力，而在平飛時主要由高能量低功率電源提供長期穩定的動力源。

Hybrid unmanned aerial vehicle

The present invention relates to the field of UAV power system technology, hybrid UAV, including the fuselage and wing, propeller driven power system for a motor, a front canard fuselage, inside the fuselage is equipped with a group of high power density and a group of high energy density power supply, two sets of power supply in parallel by the controller is connected with the propeller motor, vertical when the landing impetus came mainly from the high power density and high energy density power supply, power supply in flight and can provide power for the high power density of battery charging. The invention enables the VTOL fixed wing aircraft using high power lithium battery discharge rate during landing to provide short-term high power, while in flight is mainly composed of high energy low power supply to provide long-term stable power source.

【技術實現步驟摘要】
混合動力無人機
本專利技術涉及無人機動力系統
，具體涉及一種混合動力無人機。
技術介紹
垂直起降固定翼飛行器兼具固定翼飛行器續航時間長、巡航半徑大、飛行效率高和垂直起降場地要求低的優勢，而飛行器起飛降落需要很大的動力才能完成，而水平飛行時功率要求則要小得多，而現有技術中，大功率電池能量密度小質量大，在水平飛行時冗余質量大限制續航時間。傳統飛行器大都采用同一系統提供動力，在滿足起飛大功率要求的情況下會造成續航短，載重量低的問題。
技術實現思路
本專利技術為解決上述問題，提供一種能夠垂直起降，搭載多動力系統且無機械傳動結構、能空中啟動提高可靠性的混合動力無人機系統設計。本專利技術采用以下技術方案實現，混合動力無人機，包括機身及機翼，動力系統為電動機驅動螺旋槳，機身前方設有鴨翼，機身內部設有一組高功率密度電源和另一組高能量密度電源，兩組電源并聯通過控制器與螺旋槳電機連接，垂直起降時動力主要來自高功率密度電源，而高能量密度電源在平飛時提供動力并且能為高功率密度電池充電。進一步地，所述高功率密度電源為高功率密度鋰電池，高能量密度電源為高能量密度鋰電池、油電混合電源、燃料電池及太陽能電池的一種或幾種混合。進一步地，所述油電混合電源包括內燃機軸直接連接驅動三相無刷發電啟動一體機，通過整流橋并聯高功率密度鋰電池共同驅動螺旋槳的動力電機控制器，低功率運行時發電機多余電量能為高功率密度鋰電池充電；同時該發電啟動一體機能夠由高功率密度鋰電池提供動力啟動內燃機。進一步地，所述內燃機與發電啟動一體機通過共軸連接，內燃機動力軸與電機軸固定連接。優選的，所述內燃機與發電啟動一體機整體固定并通過減震墊連接固定座，固定座能從機身快捷拔插置換。本專利技術的有益之處在于，使垂直起降固定翼飛行器在起降時主要利用大功率高放電倍率的鋰電池提供短期大功率動力，而在平飛時主要由高能量低功率電源提供長期穩定的動力源，通過兩組電源互補最大程度簡化機械結構，降低系統重量尺寸，優化續航時間。此外油電混合電源的創新設計能在續航時為大功率鋰電池充電；同時利用大功率鋰電池能在空中啟動油電混合系統的內燃機，大幅提高系統整體可靠性。附圖說明圖1本專利技術整體結構示意圖；圖2圖1俯視結構示意圖；圖3本專利技術動力系統連接示意圖；圖4本專利技術油電混合電源結構示意圖；圖中1.內燃機，2螺旋槳座，3.機翼，31.上垂尾，32.下垂尾，11.高功率密度鋰電池，12.電啟動器控制器，13.發電啟動一體機，131.散熱扇，132.共軸，133.固定座，14.排氣管，15.油箱，16.無刷電動機控制器，17.無刷電動機，18.螺旋槳。具體實施方式下面結合附圖對本專利技術做進一步闡述。如圖1和圖2所示，本專利技術提供一種混合動力無人機，包括機身及機翼3，動力系統為無刷電動機17驅動螺旋槳18，機身的尾部設有上垂尾31和下垂尾32，使得無人機能夠垂直放置進行起降，機身的后方設有動力艙，內部設有一組高功率密度電源和另一組高能量密度電源，兩組電源并聯通過控制器與螺旋槳電機連接，垂直起降時大部分動力來自高功率密度電源，高能量密度電池在起降時起到輔助供電作用。高能量密度電源在平飛時提供主要動力并且能為高功率密度電池充電。實際使用中，高功率密度電源采用技術成熟的高功率密度鋰電池11，而高能量密度電源為高能量密度鋰電池、油電混合電源、燃料電池及太陽能電池的一種或幾種混合，在本實施例中，以油電混合電源為例進行說明。如圖3和圖4所示，油電混合電源包括內燃機1軸直接連接驅動發電啟動一體機13，該發電啟動一體機為三相無刷形式，發電啟動一體機與內燃機固定，既作為啟動機啟動內燃機，在內燃機啟動后成為發電機。發電啟動一體機與內燃機固定后，通過整流橋并聯高功率密度鋰電池，共同驅動螺旋槳的動力電機控制器。低功率運行時發電啟動一體機多余電量能為高功率密度鋰電池充電；同時該發電啟動一體機能夠由高功率密度鋰電池提供動力啟動內燃機，當無人機在空中需要緊急啟動時，可以保證可靠啟動。內燃機的轉軸與發電啟動一體機的轉軸直連固定，發電啟動一體機與內燃機直線排列，共軸設置，減少冗余裝置。電機軸上固定散熱扇131，散熱扇設置在發電啟動一體機的外側散熱孔一側，與內燃機的排氣管相對。散熱扇的葉片錐形，整體呈圓筒形，減少空間占用。內燃機與發電啟動一體機統一固定在固定座上，通過減震墊固定在機體內部的安裝座上，固定座能從機身快捷拔插置換，當執行不同的飛行任務時，固定座連同內部電源一起更換，方便簡單。固定座的設置方向與飛行器飛行方向垂直，充分利用內部空間。因此，采用此系統使垂直起降固定翼飛行器在起降時主要利用大功率高放電倍率的鋰電池提供短期大功率動力，而在平飛時主要由高能量低功率電源提供長期穩定的動力源，通過兩組電源互補最大程度簡化機械結構，降低系統重量尺寸，優化續航時間。油電混合電源能在續航時為大功率鋰電池充電，同時利用大功率鋰電池能在空中啟動油電混合系統的內燃機，大幅提高系統整體可靠性。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
混合動力無人機，包括機身及機翼，動力系統為電動機驅動螺旋槳，機身前方設有鴨翼，其特征在于，機身內部設有一組高功率密度電源和另一組高能量密度電源，兩組電源并聯通過控制器與螺旋槳電機連接，垂直起降時動力主要來自高功率密度電源，而高能量密度電源在平飛時提供動力并且能為高功率密度電池充電。

【技術特征摘要】
1.混合動力無人機，包括機身及機翼，動力系統為電動機驅動螺旋槳，機身前方設有鴨翼，其特征在于，機身內部設有一組高功率密度電源和另一組高能量密度電源，兩組電源并聯通過控制器與螺旋槳電機連接，垂直起降時動力主要來自高功率密度電源，而高能量密度電源在平飛時提供動力并且能為高功率密度電池充電。2.根據權利要求1所述的混合動力無人機，其特征在于，所述高功率密度電源為高功率密度鋰電池，高能量密度電源為高能量密度鋰電池、油電混合電源、燃料電池及太陽能電池的一種或幾種混合。3.根據權利要求2所述的混合動力無人機，其特...

【專利技術屬性】
技術研發人員：毛有斌，
申請(專利權)人：山東翔鴻電子科技有限公司，
類型：發明
國別省市：山東,37