同轴反转螺旋桨油电混合消防无人机的制作方法

本实用新型属于无人机技术领域，具体涉及一种同轴反转螺旋桨油电混合消防无人机。

背景技术：

以无刷电机为动力的多轴旋翼式无人机的优点是响应灵敏、控制精准，缺点是由于受电池单位质量能量比的限制，不能实现大载荷和长时间飞行。以燃油发动机为动力的无人直升机的优点是可以实现大载荷和长时间飞行，缺点是响应滞后、难以实现精准控制。

采用拖拽电源导线的方式，由地面提供高压电源，可以实现多轴电动旋翼式无人机大载荷、长时间滞空的目的，但飞行高度、作业空间受电源导线自身重量和长度的限制。同时由于风力对电源导线的作用，会对该类型无人机的稳定性造成严重影响。

采用燃油发动机为控制升降的主旋翼提供动力，采用电池或发电机为控制平衡、方向和飞行速度的多轴辅助旋翼供电的油电混合动力多轴旋翼式无人机，可以实现多轴旋翼式无人机大载荷、长时间飞行、精准控制，极大拓展多轴旋翼式无人机的应用空间，促进无人机行业的快速发展。

目前现有的单轴的旋翼无人机在具有大功率驱动时会产生较大的轴向转矩，会导致无人机发生轴向偏移，而消防无人机由于需要较大的载荷，导致无人机偏转的问题就会突显出来，而在高空进行灭火作业的消防无人机则需要其他动力来克服偏转，这就增加了无人机的燃料消耗，降低了实际作业时间。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了克服现有的单桨无人机在垂直升降过程中产生的轴向偏转的问题，提供了一种同轴反转螺旋桨油电混合消防无人机，该无人机既能大载荷、长时间飞行又能实现精准控制。

本实用新型采用的技术方案是：一种同轴反转螺旋桨油电混合消防无人机，包括外壳、上螺旋桨、下螺旋桨、辅助旋翼、辅助旋翼支架、燃油发动机、发电机、环形油箱、电动机、主支撑、发动机支架和挂架，其中燃油发动机设置在外壳中部由发动机支架固定，上螺旋桨和下螺旋桨均安装在燃油发动机的上方，燃油发动机驱动上下螺旋桨旋转的同时带动发电机发电，所述的发电机设置在环形油箱中部，所述的环形油箱由外壳下方的主支撑固定；所述的辅助旋翼设有四个并均匀分布在外壳的四周，辅助旋翼由电动机驱动，所述的电动机设置在辅助旋翼支架上，所述的辅助旋翼支架固定在主支撑上；所述的环形油箱的下方安装有挂架。

进一步，所述的辅助旋翼支架与主支撑之间设有转轴。

进一步，在主支撑中设有电池，所述的电池与发电机和通过自动切换装置与电动机相连。

进一步，所述的辅助旋翼的数量为2n个（n≥2）。

本实用新型的有益效果在于：

（1）实现了多轴旋翼式无人机既能大载荷、长时间飞行又能精准控制的目的。

（2）同轴反转螺旋桨能够有效的克服单桨所产生轴向力矩，减少电动辅助旋翼为克服轴向力矩提供的动力。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的俯视图；

图3为本实用新型的剖面图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明。

如图1至图3所示，本实用新型是一种同轴反转螺旋桨油电混合消防无人机，适用于高层建筑的灭火消防作业，本实用新型包括外壳1、上螺旋桨2、下螺旋桨3、燃油发动机4、发电机5、环形油箱6、发动机支架7、电动机8、辅助旋翼9、辅助旋翼支架10、主支撑11、转轴12和电池13。其中燃油发动机4通过发动机支架7固定在环形外壳1的中央，发动机支架7的一端连接在外壳1内侧，另一端与燃油发动机4连接。燃油发动机4所需的燃油储存在环形油箱6中，环形油箱6设置在燃油发动机4的下方并由主支撑11固定。

燃油发动机的上方分别安装有上螺旋桨2和下螺旋桨3，上螺旋桨2和下螺旋桨3安装在具有内轴和外轴同轴设置的燃油发动机上且反向旋转，有效的抵消单桨旋转时产生的轴向力矩，防止无人机偏转。在上下螺旋桨四周均匀设置四个辅助旋翼9，由辅助旋翼控制消防无人机在空中的姿态微调，每一个辅助旋翼均由一个设置在其下方的独立电动机8驱动，驱动电动机8的电池13设置在主支撑11中。为了提高辅助旋翼9的工作时间，燃油发动机4在为上下螺旋桨提供动力的同时带动发电机5为电池13充电。发电机5设置在环形油箱6的中央，在本实施例中，燃油发动机4、发电机5和上下螺旋桨同轴。在本实用新型正常工作状态下，燃油发动机4驱动的发电机5直接为辅助旋翼9上的电动机8供电，但为了防止燃油发动机4因故障或断油停机从而导致事故发生，电池13应自动联动切换为辅助旋翼9供电，保持无人机在失去动力时应有的平衡和不大于设计允许最大的下降速度。

在无人机机体7下方安装有挂架14，挂架14可挂载多种辅助设备以适应不同场景的需要，例如灭火药剂箱和加压喷射装置，用于高层建筑的室外空间灭火。

为了方便本实用新型的运输，在辅助旋翼支架10和主支撑11的连接处设有可水平转动的转轴12，这样该无人机可在非工作状态下使辅助旋翼9旋转至外壳1下方，减小了存放体积。

除了上述实施例中所描述的四个辅助旋翼外，本实用新型还能采用六轴、八轴等其他双数轴，用以提高无人机的安全系数和精准控制。

最后需说明的是，以上者仅系本实用新型部分实施例，并非用以限制本实用新型，依据本实用新型的结构及特征，稍加变化修饰而成者，亦应包括在本实用新型范围之内。