[發明專利]油電混合旋翼無人機多動力源解耦與矢量控制裝置及方法

有效

• 申請號: 201710051135.4
• 申請日: 2017-01-23
• 公開（公告）號: CN106828945B
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發明（設計）人: 胡延霖;蘇永振;孟祥忠;易牧;陳永明;孫遙;董巖;王小念
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍防空兵學院
• 主分類號: B64D27/02
• 分類號: B64D27/02;B64D31/00
• 代理公司: 鄭州萬創知識產權代理有限公司 41135
• 代理人: 薛雁超

1.油電混合旋翼無人機多動力源解耦與矢量控制裝置，用于旋翼無人機，旋翼無人機包括無人機機架，無人機機架在中心位置設有機架中心平臺，機架中心平臺包括平行的上中心板和下中心板且上中心板和下中心板之間設有間距；無人機機架的機臂上安裝有電機，無人機機架上安裝有兩個油動發動機，油動發動機為汽油活塞式發動機，電機和油動發動機上均安裝有螺旋槳，其特征在于：包括汽油動力矢量轉軸及汽油動力矢量控制裝置，汽油動力矢量轉軸兩端與無人機機架轉動連接，汽油動力矢量轉軸的兩端與無人機機架之間設有端部軸承，汽油動力矢量轉軸的中間部分稱為中間軸段，中間軸段從上、下中心板之間穿過并與上、下中心板轉動連接，中間軸段上套設有兩組中部軸承且兩組中部軸承連接在上、下中心板之間，所有電機關于汽油動力矢量轉軸對稱分布；汽油動力矢量轉軸、汽油動力矢量控制裝置、帶螺旋槳的油動發動機這三部分的整體重心與旋翼無人機的質量重心重合；汽油動力矢量轉軸上設有兩個向下彎曲凹陷的凹陷部，兩個凹陷部關于中間軸段對稱設置，在汽油動力矢量轉軸的兩個凹陷部上分別垂直安裝有一個型號相同的汽油活塞式發動機，兩個汽油活塞式發動機關于中間軸段對稱設置，兩個汽油活塞式發動機上的螺旋槳轉向相反；

汽油動力矢量控制機構包括控制器、位于汽油動力矢量轉軸一側的第一舵機和連桿，第一舵機包括第一搖臂，第一搖臂端部與連桿一端轉動連接，汽油動力矢量轉軸上固定連接有汽油動力矢量轉軸搖臂，連桿另一端與汽油動力矢量轉軸搖臂轉動連接，控制器與第一舵機控制連接，第一舵機控制汽油動力矢量轉軸發生旋轉，當汽油動力矢量轉軸旋轉時油動發動機產生水平方向的拉力。

2.根據權利要求1所述的油電混合旋翼無人機多動力源解耦與矢量控制裝置，其特征在于：汽油動力矢量轉軸包括水平的左端軸段、中間軸段、右端軸段，左端軸段、中間軸段、右端軸段處于同一水平高度，左端軸段和右端軸段關于中間軸段對稱；兩個凹陷部分別位于左端軸段和中間軸段之間以及中間軸段和右端軸段之間，兩個凹陷部位于同一平面上，凹陷部所在的由凹陷形成的空間構成凹陷空間；

汽油動力矢量轉軸在左端軸段和中間軸段之間的部分稱為左凹陷部，汽油動力矢量轉軸在中間軸段和右端軸段之間的部分稱為右凹陷部，左端軸段、左凹陷部、中間軸段、右凹陷部及右端軸段從左到右一體連接；兩個油動發動機通過發動機底座分別固定連接在左凹陷部、右凹陷部上，兩個油動發動機關于中間軸段對稱設置。

3.根據權利要求1或2所述的油電混合旋翼無人機多動力源解耦與矢量控制裝置，其特征在于：凹陷部包括第一傾斜段、水平段和第二傾斜段，第一傾斜段、第二傾斜段關于水平段對稱設置且均向外傾斜設置，水平段水平設置，水平段的兩端分別與第一傾斜段和第二傾斜段的下端一體連接，油動發動機通過發動機底座安裝在相應的水平段上。

4.根據權利要求1所述的油電混合旋翼無人機多動力源解耦與矢量控制裝置，其特征在于：汽油動力矢量轉軸搖臂的中部設有圓形孔，該圓形孔的內徑與汽油動力矢量轉軸外徑相等，汽油動力矢量轉軸搖臂的圓形孔固定在汽油動力矢量轉軸上。

5.根據權利要求1所述的油電混合旋翼無人機多動力源解耦與矢量控制裝置，其特征在于：旋翼無人機為四旋翼、六旋翼或八旋翼。

6.根據權利要求1所述的油電混合旋翼無人機多動力源解耦與矢量控制裝置，其特征在于：無人機機架所在平面為水平的水平基準面，穿過無人機機架中心且與所述水平基準面垂直的面稱為垂直基準面，所述的電機的主軸中心線與垂直基準面之間設有夾角，夾角角度為4~8度。

7.根據權利要求1所述的油電混合旋翼無人機多動力源解耦與矢量控制裝置，其特征在于：兩個油動發動機均連接有風門舵機，風門舵機與控制器控制連接。

8.根據權利要求1所述的油電混合旋翼無人機多動力源解耦與矢量控制裝置，其特征在于：汽油動力矢量轉軸控制機構的重心以及兩個油動發動機的重心與整個旋翼無人機的質量重心重合。