专利名称：在无人机上安装发电机的方法及结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在无人机上安装发电机的方法及结构，属于无人机传动联接技术领域。
背景技术：
目前国内供无人飞机使用的机载和任务设备均为28V高功率用电设备。由于活塞发动机所提供的供电设备最大为800W/12V直流发动机，已经不能满足机载和任务设备的需求。针对研制无人飞机对供电设备的特殊要求，需要对国内生产的3. 5kW/28V直流发电机进行全新的安装设计，以稳定、安全、可靠的方式在无人飞机上实现供电设备容量最大化的特殊要求。而目前的在无人机上安装发电机的技术却不能满足这一特殊要求。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种在无人机上安装发电机的方法及结构，其发电机为 3. 5kff/28V直流发电机，可保证无人机上机载和任务设备的用电需求，还可保证在供电设备正常运转时，发电机所消耗发动机输出功率最小，提高发电机的工作效率；以稳定、安全、可靠的方式在无人飞机上实现供电设备容量最大化的特殊要求，从而克服现有技术的不足。本发明的技术方案是这样构成的在无人机上安装发电机的方法，发电机为 JF3. 5kff/28V直流发电机，发电机的输入轴为花键轴，花键轴的径向跳动不大于0. 2mm ；发电机的输入轴经联轴器与发动机输出端的飞轮盘直接刚性连接，以保证迅速准确的传递发动机输出扭矩，并使传动过程中功率损失最小。前述在无人机上安装发电机的方法中，所述联轴器上设有与发电机连接的花键孔和与发动机输出端飞轮盘连接的数个连接孔；花键孔与数个连接孔的轴线应与发动机输出端飞轮盘上的中心孔和连接孔同轴。以保证发电机与发动机的同心度要求。前述在无人机上安装发电机的方法中，所述无人机的机架上设有安装支架，安装支架上安装有转接板，转接板后方设有固定支架，转接板被固定支架和安装支架前后夹着， 发电机经螺栓悬挂安装于转接板后方。前述在无人机上安装发电机的方法中，所述转接板采用高强度铝合金冷轧板制成下凹结构，确保转接板的刚度要求，并缓解高速运转的发动机对发电机的冲击，以承载较大动态载荷，提高产品的可靠性。按照前述在无人机上安装发电机的方法形成的本发明的在无人机上安装发电机的结构为，包括安装在无人机机架上的安装支架，安装支架上设有转接板，转接板上设有固定支架，安装支架、转接板和固定支架经螺栓连接；转接板后侧与发电机连接，发电机经联轴器与发动机输出端的飞轮盘连接。前述的结构中，所述联轴器上设有中心孔和多个连接孔，所述中心孔的轴线与多个连接孔的均布中心同轴。前述的结构中，所述固定支架和安装支架为三角桁架结构。
由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比，本发明具有安装可靠、运转平稳、不占用过多发动机输出功率等优点。本发明不但可保证无人飞机在进行任务飞行时，其机载和任务设备的用电需求，还可保证在供电设备正常运转时，发电机所消耗发动机输出功率最小，提高了 3. 5kW/28V直流发电机的工作效率。当无人飞机在空中飞行时，依赖于活塞发动机曲轴的输出功率和必要的转速驱动发电机转子。经实际测试，当发电机达到做大额定输出功率时只消耗发动机最大功率输出的0. 047%，因此可以判断传动机构的效率非常高。从实际应用的效果可以判断该供电设备能够满足无人飞机飞行过程中任务设备、机载设备的特殊要求，且提高了无人机的飞行安全性。
图1是本发明的结构示意图。附图中的标记为1-安装支架，2-转接板，3-固定支架，4-发电机，5-联轴器， 6-发动机输出端的飞轮盘，7-中心孔，8 -连接孔。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明，但不作为对本发明的任何限制的依据。实施例。如图1所示本发明的发电机是卧式安装的，图1中的箭头表示飞机的飞行方向。在无人机上安装发电机的方法，发电机为JF3. 5kff/28V直流发电机，发电机的输入轴为花键轴，花键轴的径向跳动不大于0. 2mm ；发电机的输入轴经联轴器与发动机输出端的飞轮盘直接刚性连接，以保证迅速准确的传递发动机输出扭矩，并使传动过程中功率损失最小。所述联轴器上设有与发电机连接的花键孔和与发动机输出端飞轮盘连接的数个连接孔；花键孔与数个连接孔的轴线应与发动机输出端飞轮盘上的中心孔和连接孔同轴。以保证发电机与发动机的同心度要求。所述无人机的机架上设有安装支架，安装支架上安装有转接板，转接板后方设有固定支架，转接板被固定支架和安装支架前后夹着，发电机经螺栓悬挂安装于转接板后方。所述转接板采用高强度铝合金冷轧板制成下凹结构，确保转接板的刚度要求，并缓解高速运转的发动机对发电机的冲击，以承载较大动态载荷，提高产品的可靠性。按照前述在无人机上安装发电机的方法形成的结构，包括安装在无人机机架上的安装支架1，安装支架1上设有转接板2，转接板2上设有固定支架3，安装支架1、转接板2 和固定支架3经螺栓连接；转接板2后侧与发电机4连接，发电机4经联轴器5与发动机输出端的飞轮盘6连接。所述联轴器5上设有中心孔7和多个连接孔8，所述中心孔7的轴线与多个连接孔8的均布中心同轴。所述固定支架3和安装支架1为三角桁架结构。本发明为了能够在以活塞发动机为动力的无人机上使用JF3. 5kW/28V直流发电机，本发明的安装设计技术方案是从以下四个方面着手研究和设计零件，保证3. 5kff/28V 直流发电机安装的特殊需求。1、提高传动效率。只有将发动机曲轴输出端得飞轮盘与 3. 5kW/28V直流发电机输入端采取刚性联轴器，才能保证在传动过程中功率损失最小。由于发动机最大转速为5800rpm，正常工作转速也要在4000rpm以上，所以普通弹性联轴器已经不能满足要求，另外由于飞机结构上的限制，已经无法设计满足要求的弹性联轴器，因此刚性联轴器是最适合的连接方式。同时相同量级的刚性联轴器在疲劳强度上也远远高于弹性联轴器，刚性联轴器唯一的缺点是必须保证较高精度的同心度安装要求。2、迅速准确的传递发动机输出扭矩。由于3. 5kff/28V直流发电机要求最小激磁转速必须大于3000rpm，因此普遍采用的皮带传动已经不能满足要求。同时V型皮带的耐候性、可靠性不高，给高空飞行带来安全隐患。本发明为了保证迅速准确的传递发动机输出扭矩采取直连式连接方式。 3、确保较高的同心度安装要求。确保同心度要求的三个重要零件是联轴器、转接板和固定支架。联轴器上花键孔轴线、孔轴线与孔分布在圆上的轴线同心度要求保证，通过转接板上孔与JF3. 5kff/28V直流发电机上止口圆定位保证发电机输入端与发动机曲轴同心度要求满足0.05mm以下，这只本设计的关键技术。在具体工艺实施过程中通过专用夹具保证整体装配误差小于0. 12mm。JF3. 5kff/28V直流发电机在设计上提出花键轴径向跳动在0. 2mm 以下既能保证其稳定工作得基本要求，符合总体技术状态。4、确保整体结构的刚度要求。 3. 5kff/28V直流发电机自重15kg，为了能有效缓解高速运转的发动机对发动机的冲击，转接板采用高强度铝合金冷轧板，结构上采用下凹式设计，该设计能够承载较大的动态载荷。 为了保证动力装置安装的整体刚度要求，在固定支架、安装支架上采用三角形桁架结构，确保支架的抗冲击的强度。
权利要求
1.在无人机上安装发电机的方法，其特征在于发电机为JF3.5kW/28V直流发电机，发电机的输入轴为花键轴，花键轴的径向跳动不大于0. 2mm;发电机的输入轴经联轴器与发动机输出端的飞轮盘直接刚性连接，以保证迅速准确的传递发动机输出扭矩，并使传动过程中功率损失最小。
2.根据权利要求1所述在无人机上安装发电机的方法，其特征在于所述联轴器上设有与发电机连接的花键孔和与发动机输出端飞轮盘连接的数个连接孔；花键孔与数个连接孔的轴线应与发动机输出端飞轮盘上的中心孔和连接孔同轴，以保证发电机与发动机的同心度要求。
3.根据权利要求1所述在无人机上安装发电机的方法，其特征在于所述无人机的机架上设有安装支架，安装支架上安装有转接板，转接板后方设有固定支架，转接板被固定支架和安装支架前后夹着，发电机经螺栓悬挂安装于转接板后方。
4.根据权利要求1所述在无人机上安装发电机的方法，其特征在于所述转接板采用高强度铝合金冷轧板制成下凹结构，确保转接板的刚度要求，并缓解高速运转的发动机对发电机的冲击，以承载较大动态载荷，提高产品的可靠性。
5.一种在无人机上安装发电机的结构，其特征在于包括安装在无人机机架上的安装支架(1)，安装支架(1)上设有转接板(2)，转接板(2)上设有固定支架(3)，安装支架(1)、 转接板(2)和固定支架(3)经螺栓连接；转接板(2)后侧与发电机(4)连接，发电机(4)经联轴器(5)与发动机输出端的飞轮盘(6)连接。
6.根据权利要求5所述的在无人机上安装发电机的结构，其特征在于所述联轴器(5) 上设有中心孔(7)和多个连接孔(8)，所述中心孔(7)的轴线与多个连接孔(8)的均布中心同轴。
7.根据权利要求5所述的在无人机上安装发电机的结构，其特征在于所述固定支架 (3)和安装支架(1)为三角桁架结构。
全文摘要
本发明公开了一种在无人机上安装发电机的方法及结构。本发明的发电机为JF3.5kW/28V直流发电机，发电机的输入轴为花键轴，花键轴的径向跳动不大于0.2mm；发电机的输入轴经联轴器与发动机输出端的飞轮盘直接刚性连接，以保证迅速准确的传递发动机输出扭矩，并使传动过程中功率损失最小。本发明安装可靠、运转平稳、不占用过多发动机输出功率，本发明不但可保证无人飞机任务飞行时，其机载和任务设备的用电需求，还可保证在供电设备正常运转时，发电机所消耗发动机输出功率最小，提高了3.5kW/28V直流发电机的工作效率。
文档编号B64D47/00GK102417038SQ201010292698
公开日2012年4月18日 申请日期2010年9月27日 优先权日2010年9月27日
发明者黄靖 申请人:贵州贵航无人机有限责任公司