[實用新型]燃料動力四旋翼無人飛行器

有效

• 申請號: 201420611552.1
• 申請日: 2014-10-21
• 公開（公告）號: CN204223175U
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 盧少平;楊文哲;楊震;陳偉;鄧甘雨
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: B64C27/02
• 分類號: B64C27/02;B64D27/02;B64D31/00;B64D35/02
• 代理公司: 深圳市恒申知識產權事務所(普通合伙) 44312
• 代理人: 陳健

技術領域

本實用新型涉及無人飛行器技術領域，尤其涉及一種燃料動力四旋翼無人飛行器。

背景技術

四旋翼飛行器，國外又稱Quadrotor、Four-rotor、4rotors?helicopter、X4-flyer等，是一種具有垂直起降和懸停能力的四螺旋槳飛行器。其優點是維護容易，結構簡單，穩定性高，在民用及軍用領域均有廣泛應用。

當前的多旋翼飛行器均采用電池驅動。由于電池價格高昂，能量密度遠低于燃料，且充電條件受限，因此，采用電池驅動的多旋翼飛行器普遍續航能力低。采用電池驅動是當下多旋翼飛行器在實際應用中受限的主要原因。

如果采用燃料驅動，除去內燃機的機械損耗，燃料動力較電池動力仍具有很大的優勢。目前市面上尚無燃料動力的多旋翼無人飛行器。已知天津大學申請了一種油電混合動力四旋翼無人飛行器的專利[公布號CN?103359284?A]，通過油動發動機給電池充電，然后由電池驅動電機帶動旋翼，該方案因從機械能到電能再到機械能的兩次轉換使得能量損失太大，在提升續航能力方面顯得不足。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是，提供一種燃料動力四旋翼無人飛行器，以替代現有的以電池為動力的四旋翼無人飛行器，解決以電池為動力的四旋翼無人飛行器續航能力低的問題。本實用新型是這樣實現的：

一種燃料動力四旋翼無人飛行器，包括燃料發動機、傳動機構、制動機構?及飛行控制系統；所述飛行控制系統與所述燃料發動機、傳動機構及制動機構連接；

所述燃料發動機用于根據所述飛行控制系統的控制命令通過所述傳動機構驅動所述四旋翼無人飛行器的四個旋翼轉動；

所述制動機構用于根據所述飛行控制系統的控制命令分別控制所述四個旋翼的轉速。

進一步地，所述傳動機構包括離合器、減速器及差速傳動機構；所述燃料發動機依次通過所述離合器、減速器及差速傳動機構驅動所述四旋翼無人飛行器的四個旋翼轉動；所述離合器的驅動機構與所述飛行控制系統連接，可根據所述飛行控制系統的控制命令改變所述離合器的狀態，以切斷或傳遞所述燃料發動機輸出到所述減速器的動力。

進一步地，所述差速傳動機構包括一個第一差速器及兩個第二差速器；

所述減速器輸出的動力通過第一差速器的兩根半軸分配給兩個第二差速器，再通過兩個第二差速器各自的兩根半軸分配給四個旋翼。

進一步地，所述制動機構包括四個制動裝置；所述飛行控制系統通過所述四個制動裝置分別控制所述四個旋翼的轉速；所述制動裝置包括制動器及用于驅動所述制動器的制動器驅動機構；所述制動器驅動機構與所述飛行控制系統連接，用于根據所述飛行控制系統的控制命令通過與其連接的制動器控制相應旋翼的轉速。

進一步地，所述飛行控制系統包括：

若干傳感器，用于檢測所述無人飛行器的飛行參數；

中央控制單元，與所述若干傳感器連接，用于接收所述飛行參數，并根據所述飛行參數控制所述燃料發動機、傳動機構及制動機構動作。

進一步地，所述飛行參數包括：飛行高度、飛行速度、地理坐標、飛行姿態中的任意一個或多個。

進一步地，所述飛行控制系統還包括四個旋轉編碼器；所述四個旋轉編碼?器與所述中央控制單元連接，用于分別檢測所述四個旋翼的轉速，并將檢測結果發送到所述中央控制單元。

進一步地，所述四旋翼無人飛行器還包括機架；所述機架包括支撐架和傳動架；

所述支撐架包括兩根相互平行的大梁及兩個起落架；所述起落架固定連接在兩根大梁之間；

所述傳動架包括六根空心管及三個罩體；所述六根空心管及三個罩體連接成一個固定的整體作為所述差速傳動機構的支撐結構；在所述支撐結構中，所述第一差速器及兩個第二差速器分別容納于所述三個罩體內；所述第一差速器的兩根半軸及兩個第二差速器各自的兩根半軸分別容納于所述六根空心管內；

所述兩根大梁各自的兩端分別固定連接在所述兩個第二差速器各自的兩根半軸所對應的空心管上。

進一步地，所述半軸上安裝有軸承，所述軸承緊密嵌入該半軸所在的空心管內。

進一步地，所述機架采用碳纖維材料。

與現有技術相比，本實用新型采用燃料發動機替代電池作為四旋翼無人飛行器的動力，大大提高了四旋翼無人飛行器的續航能力，同時，降低了四旋翼無人飛行器的成本。

附圖說明

圖1：本實用新型實施例提供的燃料動力四旋翼無人飛行器結構示意圖。

圖2：本實用新型實施例提供的燃料動力四旋翼無人飛行器控制原理示意圖。