一种中央动力型多旋翼飞行器及控制方法与流程

文档序号:15566658发布日期:2018-09-29 03:30阅读:153来源:国知局

本发明涉及多旋翼飞行器技术领域,尤其涉及一种中央动力型多旋翼飞行器及控制方法。



背景技术:

多旋翼飞行器经过了多年的发展,在飞行控制、载荷、动力电机方面都取得了极大的发展,并且商用电动多旋翼已经完成了载人飞行,但由与目前电池技术的局限,大载重飞行时情况下,飞行航程与航时仍不能满足日益增长的市场需求,从一定程度限制了多旋翼飞行器的使用范围,

目前油动多旋翼分别有两大技术方案,分别是变距控制和变速控制两种,变距控制是转速不变,采用机械传动对螺旋桨的桨距进行控制,特点是控制响应快,已经实现了实际飞行,但是由与旋翼机械结构复杂,带来的可靠性和维护性均不理想,已经失去了多旋翼原本的优势,在整体效能上不如直升机,所以得不到广范应用,另一种是采用转速控制的方式来控制每个轴所产生的拉力,而对与汽油机而言,想要对汽油机进行快速而精确的转速调整是极其困难的,一般都采用舵机调整节气门的方式来控制每台汽油机的转速。

多旋翼飞行器在使用时,因发动机在工作时会产生大量热量,长时间使用后,容易对发动机本身造成损坏,从而影响多旋翼飞行器的正常使用,且在多旋翼飞行器飞行器落地时,因多旋翼飞行器落下时会与地面有一定的冲击力,长时间使用后,会影响多旋翼飞行器的使用寿命。



技术实现要素:

本发明的目的是为了解决现有技术中因发动机在工作时会产生大量热量,长时间使用后,容易对发动机本身造成损坏,从而影响多旋翼飞行器的正常使用,且在多旋翼飞行器飞行器落地时,因多旋翼飞行器落下时会与地面有一定的冲击力,长时间使用后,会影响多旋翼飞行器使用寿命的问题,而提出的一种中央动力型多旋翼飞行器及控制方法。

为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:

一种中央动力型多旋翼飞行器及控制方法,包括飞行器本体,所述飞行器本体包括多个四个螺旋浆、三个差速器和两个发动机,两个所述发动机的外壁均设有保护罩,所述发动机的输出端通过滚动轴承穿过保护罩的侧壁并与其中一个差速器连接,所述保护罩远离滚动轴承的一侧嵌设有风机,所述保护罩远离差速器的一侧固定连通有与风机相对应的通风管,所述通风管内设有过滤网,所述过滤网的底部设有卡紧机构,所述保护罩的内侧壁固定连通有与风机相对应的分流管,所述分流管远离风机的一侧开设有多个吹风口,两个所述保护罩相同的一侧均设有缓冲机构。

优选的,所述过滤网的顶部固定连接有拉块。

优选的,所述卡紧机构包括与过滤网底部固定连接的固定块,所述固定块内设有空腔,且空腔内设有第一弹簧和限位杆,所述第一弹簧的两端分别与空腔的侧壁和限位杆的一端固定连接,所述限位杆远离第一弹簧的一端穿过空腔的侧壁并固定连接有万向滚珠,所述通风管的底部开设有与固定块相对应的通孔。

优选的,所述限位杆的上下两侧均固定连接有第一滑块,所述空腔的上下两侧均开设有与第一滑块匹配连接的第一滑槽。

优选的,所述缓冲机构包括与保护罩侧壁固定连接的伸缩杆,所述伸缩杆远离保护罩的一端固定连接有第一支撑板,所述伸缩杆的外壁套设有第二弹簧,所述第二弹簧的一端与第一支撑板的侧壁固定连接,所述第一支撑板远离伸缩杆的一侧转动连接有两个相互倾斜设置的缓冲杆,所述缓冲杆远离第一支撑板的一端转动连接有第二滑块,所述第二滑块的一侧设有第二支撑板,所述第二支撑板的一侧开设有与第二滑匹配连接的第二滑槽,两个所述缓冲杆之间共同固定连接有第三弹簧。

优选的,所述第二支撑板远离第二滑块的一侧四角处均固定连接有支撑腿。

本发明还提供一种中央动力型多旋翼飞行器及控制方法,所述控制方法包括:

一、将两台发动机动力输出轴通过超越离合器带动输出齿轮与中央差速器大齿轮啮合,实现双发并车运行。

二、动机的动力通过中央差速器并车后,通过差速器行星齿轮分配到前后传动轴,前后传动轴,分别把动力传给前后差速器,前后差速器再把动力,分配到前后左右半轴,前后左右半轴通过每轴的方向转换齿轮,传递给螺旋桨及与螺旋桨同轴安装的电机转子,这样就完成了动力的传递。

三、控制法

负载控制法:当差速器两个半轴载荷相同时,转速相同,当负载不同时,转速负载大的减速,同差速器轴加速;

电机控制法:使每轴电机工作在电动机状态,主动力和电机一块驱动螺旋桨,调姿时改变相应电机输出功率来影响各轴转速;

混合控制法:让需要加速的桨以电动机方式运行,让需要减速的桨以发电机运行,发电运行产生的电力给飞行器超级电容充电,电机运行的桨使用超级电容的电能,总体上能量平横。

四、主动力两台发动机的输出功率,决定着总能量的注入,3个差速器与各轴电机配合,决定着能量分配到各个轴的大小,通过电机去影响总能量的分配,从而实现用电子控制的方法去实现机械功率的分配。

与现有技术相比,本发明提供了一种中央动力型多旋翼飞行器及控制方法,具备以下有益效果:

1、该中央动力型多旋翼飞行器及控制方法,通过设置有风机、保护罩、通风管和分流管,在需要对发动机进行散热时,启动风机,风机从外界吸风,风进入通风管内,通风管内的过滤网将风中的灰尘过滤,风再通过风机进入到分流管里面,再通过分流管侧壁上的多个吹风口将风排出,加大风的面积,能够有效的对发动机进行散热,当过滤网堵塞时,按动万向滚珠,万向滚珠挤压限位杆,限位杆挤压第一弹簧,第一弹簧向内收缩,并带动限位杆通过第一滑块在第一滑槽内滑进固定块中,拉动拉块,拉块将过滤网拉出通风管,反之,将过滤网安装进通风管,能够方便对过滤网进行更换,避免了因发动机在工作时会产生大量热量,长时间使用后,容易对发动机本身造成损坏,从而影响多旋翼飞行器正常使用的问题。

2、该中央动力型多旋翼飞行器及控制方法,通过设置有缓冲机构,在飞行器本体落地时,飞行器本体挤压伸缩杆,伸缩杆向内收缩,并带动第二弹簧一起收缩,伸缩杆挤压第一支撑板,第一支撑板挤压缓冲杆,缓冲杆挤压第二滑块,第二滑块在第一滑槽内滑动,两个缓冲杆拉动第三弹簧,能够有效的减少飞行器本体落地所产生的冲击力,避免了在多旋翼飞行器飞行器落地时,因多旋翼飞行器落下时会与地面有一定的冲击力,长时间使用后,会影响多旋翼飞行器使用寿命的问题。

该装置中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现,本发明能够有效的对发动机进行散热,且能够方便对过滤网进行更换,同时能够有效的减少飞行器本体落地所产生的冲击力。

附图说明

图1为本发明提出的一种中央动力型多旋翼飞行器及控制方法的结构示意图;

图2为本发明提出的一种中央动力型多旋翼飞行器及控制方法的侧视结构示意图;

图3为本发明提出的一种中央动力型多旋翼飞行器及控制方法a部分的结构示意图;

图4为本发明提出的一种中央动力型多旋翼飞行器及控制方法b部分的结构示意图。

图中:1飞行器本体、2螺旋浆、3差速器、4发动机、5保护罩、6风机、7通风管、8过滤网、9卡紧机构、10分流管、11缓冲机构、12拉块、13固定块、14第一弹簧、15限位杆、16万向滚珠、17伸缩杆、18第一支撑板、19第二弹簧、20缓冲杆、21第二支撑板、22支撑腿、23第三弹簧。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。

在本发明的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。

参照图1-4,一种中央动力型多旋翼飞行器及控制方法,包括飞行器本体1,飞行器本体1包括多个四个螺旋浆2、三个差速器3和两个发动机4,两个发动机4的外壁均设有保护罩5,发动机4的输出端通过滚动轴承穿过保护罩5的侧壁并与其中一个差速器3连接,保护罩5远离滚动轴承的一侧嵌设有风机6,保护罩5远离差速器3的一侧固定连通有与风机6相对应的通风管7,通风管7内设有过滤网8,过滤网8的底部设有卡紧机构9,保护罩5的内侧壁固定连通有与风机6相对应的分流管10,分流管10远离风机6的一侧开设有多个吹风口,两个保护罩5相同的一侧均设有缓冲机构11。

过滤网8的顶部固定连接有拉块12,能够方便拉动过滤网8。

卡紧机构9包括与过滤网8底部固定连接的固定块13,固定块13内设有空腔,且空腔内设有第一弹簧14和限位杆15,第一弹簧14的两端分别与空腔的侧壁和限位杆15的一端固定连接,限位杆15远离第一弹簧14的一端穿过空腔的侧壁并固定连接有万向滚珠16,通风管7的底部开设有与固定块13相对应的通孔,能够方便将过滤网8与通风管7相卡紧。

限位杆15的上下两侧均固定连接有第一滑块,空腔的上下两侧均开设有与第一滑块匹配连接的第一滑槽。

缓冲机构11包括与保护罩5侧壁固定连接的伸缩杆17,伸缩杆17远离保护罩5的一端固定连接有第一支撑板18,伸缩杆17的外壁套设有第二弹簧19,第二弹簧19的一端与第一支撑板18的侧壁固定连接,第一支撑板18远离伸缩杆17的一侧转动连接有两个相互倾斜设置的缓冲杆20,缓冲杆20远离第一支撑板18的一端转动连接有第二滑块,第二滑块的一侧设有第二支撑板21,第二支撑板21的一侧开设有与第二滑匹配连接的第二滑槽,两个缓冲杆20之间共同固定连接有第三弹簧23,能够减少飞行器本体1落地所产生的冲击力。

第二支撑板21远离第二滑块的一侧四角处均固定连接有支撑腿22,能够方便支撑飞行器本体1。

本实施列还提供一种中央动力型多旋翼飞行器及控制方法,所述控制方法包括:

一、将两台发动机动力输出轴通过超越离合器带动输出齿轮与中央差速器大齿轮啮合,实现双发并车运行。

二、动机的动力通过中央差速器并车后,通过差速器行星齿轮分配到前后传动轴,前后传动轴,分别把动力传给前后差速器,前后差速器再把动力,分配到前后左右半轴,前后左右半轴通过每轴的方向转换齿轮,传递给螺旋桨及与螺旋桨同轴安装的电机转子,这样就完成了动力的传递。

三、控制法

1负载控制法:当差速器两个半轴载荷相同时,转速相同,当负载不同时,转速负载大的减速,同差速器轴加速;

2电机控制法:使每轴电机工作在电动机状态,主动力和电机一块驱动螺旋桨,调姿时改变相应电机输出功率来影响各轴转速;

3混合控制法:让需要加速的桨以电动机方式运行,让需要减速的桨以发电机运行,发电运行产生的电力给飞行器超级电容充电,电机运行的桨使用超级电容的电能,总体上能量平横。

四、主动力两台发动机的输出功率,决定着总能量的注入,3个差速器与各轴电机配合,决定着能量分配到各个轴的大小,通过电机去影响总能量的分配,从而实现用电子控制的方法去实现机械功率的分配。

本发明中,在需要对发动机4进行散热时,启动风机6,风机6从外界吸风,风进入通风管7内,通风管7内的过滤网8将风中的灰尘过滤,风再通过风机6进入到分流管10里面,再通过分流管10侧壁上的多个吹风口将风排出,加大风的面积,能够有效的对发动机4进行散热,当过滤网8堵塞时,按动万向滚珠16,万向滚珠16挤压限位杆15,限位杆15挤压第一弹簧14,第一弹簧14向内收缩,并带动限位杆15通过第一滑块在第一滑槽内滑进固定块13中,拉动拉块12,拉块12将过滤网8拉出通风管7,反之,将过滤网8安装进通风管7,能够方便对过滤网8进行更换,在飞行器本体1落地时,飞行器本体1挤压伸缩杆17,伸缩杆17向内收缩,并带动第二弹簧19一起收缩,伸缩杆17挤压第一支撑板18,第一支撑板18挤压缓冲杆20,缓冲杆20挤压第二滑块,第二滑块在第一滑槽内滑动,两个缓冲杆20拉动第三弹簧23,能够有效的减少飞行器本体1落地所产生的冲击力。

以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

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