[發明專利]復合式垂直起降飛行器的冗余垂起動力系統及其布局方法

在審

• 申請號: 202010260370.4
• 申請日: 2020-04-03
• 公開（公告）號: CN111452981A
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 鄧釗;吳了泥
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: B64D27/02
• 分類號: B64D27/02;B64D27/24;B64D27/26;B64C27/08;B64C29/00
• 代理公司: 北京國坤專利代理事務所(普通合伙) 11491
• 代理人: 趙紅霞

1.復合式垂直起降飛行器的冗余垂起動力系統，其特征在于：其包括執行機構冗余系統和供電電源冗余系統，所述執行機構冗余系統和供電電源冗余系統均設置在飛行器的尾撐桿上，所述執行機構冗余系統包括上層旋翼動力系統執行機構和下層旋翼動力系統執行機構，所述上層旋翼動力系統執行機構和所述下層旋翼動力系統執行機構均包括多個電機，每個電機上均安裝對應的旋翼(9)，所述上層旋翼動力系統執行機構的兩兩相鄰的電機旋轉方向相反，所述下層旋翼動力系統執行機構的兩兩相鄰的電機旋轉方向也相反。

2.根據權利要求1所述的復合式垂直起降飛行器的冗余垂起動力系統，其特征在于：電調組ESC(17)、電機和電池固定于機身(12)以外的位置。

3.根據權利要求2所述的復合式垂直起降飛行器的冗余垂起動力系統，其特征在于：所述電調組ESC(17)、所述電機和所述電池固定于尾撐桿內，所述尾撐桿為中空的復合材料結構件。

4.根據權利要求1所述的復合式垂直起降飛行器的冗余垂起動力系統，其特征在于：所述上層旋翼動力系統執行機構包括四個電機，1#電機(1)，2#電機(2)、3#電機(3)和4#電機(4)，所述下層旋翼動力系統執行機構包括四個電機，5#電機(5)、6#電機(6)、7#電機(7)和8#電機(8)，所述1#電機(1)和所述5#電機(5)上下同軸安裝，且相互獨立，所述2#電機(2)和所述6#電機(6)上下同軸安裝，且相互獨立，所述3#電機(3)和所述7#電機(7)上下同軸安裝，且相互獨立，所述4#電機(4)和所述8#電機(8)上下同軸安裝，且相互獨立。

5.根據權利要求4所述的復合式垂直起降飛行器的冗余垂起動力系統，其特征在于：所述1#電機(1)和所述5#電機(5)帶動對應的旋翼(9)分別以逆時針和順時針進行相反方向旋轉，所述2#電機(2)和所述6#電機(6)帶動對應的旋翼(9)分別以逆時針和順時針進行相反方向旋轉，所述3#電機(3)和所述7#電機(7)帶動對應的旋翼(9)分別以逆時針和順時針進行相反方向旋轉，所述4#電機(4)和所述8#電機(8)帶動對應的旋翼(9)分別以逆時針和順時針進行相反方向旋轉。

6.根據權利要求4所述的復合式垂直起降飛行器的冗余垂起動力系統，其特征在于：所述尾撐桿設有兩個，右尾撐桿(10)和左尾撐桿(11)，所述右尾撐桿(10)和所述左尾撐桿(11)的上下兩層各設有兩個電機，所述右尾撐桿(10)和所述左尾撐桿(11)位于機身(12)的左右兩側，所述右尾撐桿(10)和所述左尾撐桿(11)的尾部連接水平尾翼(13)，中間連接中翼(14)，所述中翼(14)的右側連接右外翼(15)，所述中翼(14)的左側連接左外翼(16)，所述尾撐桿內裝有多個電調組ESC(17)，每個同軸的兩個電機旁都安裝有2個電調組ESC(17)。

7.根據權利要求4所述的復合式垂直起降飛行器的冗余垂起動力系統，其特征在于：所述上層旋翼動力系統執行機構和所述下層旋翼動力系統執行機構起相同的作用，且上下層對應位置的兩個電機作用相同。

8.根據權利要求6所述的復合式垂直起降飛行器的冗余垂起動力系統，其特征在于：所述尾撐桿內裝有多個動力電池，每個同軸的兩個電機旁均有安裝一個動力電池，1#電池(18)、2#電池(19)、3#電池(20)、4#電池(21)，所述1#電池(18)和所述2#電池(19)串聯后形成電池組，通過電調組ESC(17)同時給獨立的所述上層旋翼動力系統執行機構供電，所述3#電池(20)和所述4#電池(21)串聯后形成電池組，通過電調組ESC(17)同時給獨立的所述下層旋翼動力系統執行機構供電。

9.根據權利要求8所述的復合式垂直起降飛行器的冗余垂起動力系統，其特征在于：所述電池安裝在尾撐桿的前后部分，所述中翼(14)連接在所述尾撐桿的中間部分，所述電池在所述中翼(14)前后位置分布。

10.復合式垂直起降飛行器的冗余垂起動力系統布局方法，其特征在于：其包括以下過程：

過程一、增加垂直起降動力旋翼個數，降低單個電機的功率和電流，同時增加系統的電源余度和執行機構余度，形成上下層獨立供電和運轉系統；

過程二、將復合式垂直起降飛行器左右動力臂設置為空結構，將電調組ESC(17)、電機和電池分別安裝在復合式垂直起降飛行器左右動力臂的前后部分。