一種集成式動力多軸無人機的製作方法

2023-05-02 19:52:56

本實用新型涉及無人機技術領域，尤其涉及一種集成式動力多軸無人機。

背景技術：

近年來，隨著無人機應用的推廣，應用領域不斷拓展，不同行業不同領域對無人機性能需求不盡相同，但都希望飛行時間能儘可能的長，受限於目前主流無人機動力方案的各種技術瓶頸，飛行時間都達不到人們的期望值。現有動力解決方案主要有如下幾種：(1)聚合物可充電鋰電池，這是目前絕大多數多軸旋翼無人機採用的動力方式，飛行控制響應快、結構簡單、輕便，其缺點是飛行時間短，充電時間長。(2)兩衝程或四衝程燃油發動機，用於多軸無人機時其缺點是機構複雜、笨重、易出故障、難以維護保養。(3)渦輪噴氣發動機，其缺點同前，另價格昂貴、調試難度大、使用壽命短。

技術實現要素：

為了解決上述技術問題，本實用新型的目的是提供一種結構簡單、長航穩定安全的集成式動力多軸無人機。

本實用新型所採用的技術方案是：一種集成式動力多軸無人機，包括無人機本體，所述無人機本體內設置有發電單元、儲電單元、飛控單元和電力驅動單元，所述飛控單元的輸出端與電力驅動單元的輸入端連接，所述飛控單元與發電單元連接，所述發電單元與儲電單元連接，所述發電單元的輸出端與電力驅動單元的輸入端連接，所述儲電單元的輸出端分別與電力驅動單元的輸入端和飛控單元的輸入端連接；所述發電系統包括內燃機、油箱、散熱風扇、發電機和整流模塊，所述內燃機通過油管與油箱連接、所述內燃機的輸出扭矩與發電機輸入扭矩連接；所述散熱風扇用於給發電模塊散熱、其輸入端與飛控系統的輸出端連接；所述發電機的輸出端通過整流模塊與電力驅動單元的輸入端連接。

進一步，所述儲電單元包括鋰電池和平衡充，所述發電單元的輸出端通過平衡充和鋰電池的輸入端連接。

進一步，所述的儲電單元還包括太陽能發電模塊，所述太陽能發電模塊鋪設於無人機本體上，所述太陽能發電模塊的輸出端通過平衡充與鋰電池的輸入端連接。

進一步，所述發電單元還包括油門舵機和轉速表，所述轉速表用於檢測與顯示內燃機轉速，所述油門舵機用於控制內燃機轉速，所述轉速表的輸出端與飛控單元的輸入端連接，所述油門舵機的輸入端與飛控單元的輸出端連接。

進一步，所述的發電單元還包括溫度傳感器，所述溫度傳感器設置於發電機表面，其輸出端與飛控模塊連接。

進一步，所述電力驅動單元包括電動機與螺旋槳，所述電動機的輸出扭矩與螺旋槳連接。

本實用新型的有益效果是：本實用新型設有內燃機、電動機、儲電單元以及電力驅動單元，採用內燃機驅動發電機發電為電力驅動單元和儲電單元提供能量，由於燃油的能量密度比高；採用電力驅動飛機飛行不需複雜的機械結構，減輕了飛機重量；油電一體的供能方式的有機結合，大大延長了無人機航程，同時本實用新型還設有散熱風扇，通過散熱風扇可對發電機散熱，防止發電機過熱損壞，綜上所述，本實用新型實現了無人機穩定可靠遠航飛行。

附圖說明

下面結合附圖對本實用新型的具體實施方式作進一步說明：

圖1是本實用新型一具體實施例的結構示意圖。

具體實施方式

需要說明的是，在不衝突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。

如圖1所示，一種集成式動力多軸無人機，包括無人機本體，所述無人機本體內設置有發電單元、儲電單元、飛控單元和電力驅動單元，所述飛控單元的輸出端與電力驅動單元的輸入端連接，所述飛控單元與發電單元連接，所述發電單元與儲電單元連接，所述發電單元的輸出端與電力驅動單元的輸入端連接，所述儲電單元的輸出端分別與電力驅動單元的輸入端和飛控單元的輸入端連接；所述發電系統包括內燃機、油箱、散熱風扇、發電機和整流模塊，所述內燃機通過油管與油箱連接、所述內燃機的輸出扭矩與發電機輸入扭矩連接；所述散熱風扇用於給發電模塊散熱、其輸入端與飛控系統的輸出端連接；所述發電機的輸出端通過整流模塊與電力驅動單元的輸入端連接。

其工作原理為：採用內燃機驅動發電機發電為電力驅動單元和儲電單元提供能量，由於燃油的能量密度比高；採用電力驅動飛機飛行不需複雜的機械結構，減輕了飛機重量；油電一體的供能方式的有機結合，因此大大延長了無人機航程，同時本實用新型還設有散熱風扇，通過散熱風扇可對發電機散熱，防止發電機過熱損壞。所述供電單元通過與電力驅動單元連接不僅可以在特殊情況下作為備用的動力能源，同時與發電機連接還可以作為內燃機啟動能源。

進一步作為優選的實施方式，所述儲電單元包括鋰電池和平衡充，所述發電單元的輸出端通過平衡充和鋰電池的輸入端連接。通過平衡充對電池充電可延長電池的使用壽命。

進一步作為優選的實施方式，所述的儲電單元還包括太陽能發電模塊，所述太陽能發電模塊鋪設於無人機本體上，所述太陽能發電模塊的輸出端通過平衡充與鋰電池的輸入端連接，通過太陽能發電模塊可對鋰電池充電，使得無人機飛行成本降低，環保節能。

進一步作為優選的實施方式，所述發電單元還包括油門舵機和轉速表，所述轉速表用於檢測與顯示內燃機轉速，所述油門舵機用於控制內燃機轉速，所述轉速表的輸出端與飛控單元的輸入端連接，所述油門舵機的輸入端與飛控單元的輸出端連接。通過自身的油箱油門舵機等系統組件讓內燃機機轉起來提供原動力。其轉速表可檢測發動機轉速，然後把轉速信息反饋到飛控單元，通過飛控單元，把控制信號給油門舵機，進而控制內燃機機轉速。

進一步作為優選的實施方式，所述的發電單元還包括溫度傳感器，所述溫度傳感器設置於發電機表面，其輸出端與飛控模塊連接，通過溫度傳感器檢測發電機溫度信息傳輸給飛控單元，當溫度過高時，飛控單元可通過控制散熱風扇的轉速，加強散熱力度以防止發電機因過熱而損壞。

進一步作為優選的實施方式，所述電力驅動單元包括電子調速器、電動機與螺旋槳，所述電動機的輸出扭矩與螺旋槳連接帶動螺旋槳轉動為無人機提供升力，通過電子調速器，對電動機調速。

所述飛控單元是整個方案的中樞神經系統，它的作用是收集各傳感單元採集的數據，並輸出各種控制指令，規劃和執行各種飛行任務。 飛控中的傳感器單元測量飛機的飛行姿態並輸出修整指令給電子調速其和油門舵機使飛機的動力電動機保持在需要的轉速上。

以上是對本實用新型的較佳實施進行了具體說明，但本發明創造並不限於所述實施例，熟悉本領域的技術人員在不違背本實用新型精神的前提下還可做作出種種的等同變形或替換，這些等同的變形或替換均包含在本申請權利要求所限定的範圍內。