一种无人机用便携式弹簧储能起动机及其起动方法

本发明适用于无人机用的起动系统，具体涉及一种无人机用便携式弹簧储能起动机及其起动方法。

背景技术：

1、当前国内外的无人机传统的起动技术主要使用起动电机进行起动，这种启动电机包括减速齿轮、电动机，其重量较重，体积较大，且对电池功率要求较高，对于功重比要求较为严格的航空活塞发动机来说是不利的。小型无人机由于载重有限，多数不搭载起动系统，放飞时由手持电起动装置或者转桨起动。手持电起动在野外同样需要匹配高功率电源，转桨起动存在安全隐患。

2、中国专利申请号为：201310463330.x，发明名称为：一种无人机起动机的发明专利中提出了一种运用于航空无人机和航空模型的内燃机起动机，具体将高压气罐里的燃气途经燃气阀门，直接喷射到气缸燃烧室与里面的空气混合，混合气被点燃爆炸推动活塞，活塞通过传动机构带动发动机运转，之后弹性装置将活塞弹回归位。该技术需要配置高压燃气罐与点火装置，安全性与可靠性较低，体积较大。

3、中国专利申请号为：201611157845.7，发明名称为：一种高原储能式无人机起动装置及方法的发明专利中提出了一种高原储能式无人机起动装置，该装置为了解决外场起动，高原起动，柴油发电机的功率不足问题，使用了电子储能方案，由储能电路提供发动机起动能量。该技术控制电路相对复杂，且对于功率较大的发动机来讲，同样不可避免的增加起动系统的总重量和体积。

4、基于目前无人机用起动机存在诸多缺陷，亟需提供一种重量轻、体积小、结构简单、安全系数高的无人机用起动机。

技术实现思路

1、本发明目的是提供一种无人机用便携式弹簧储能起动机，通过设置储能弹簧，并采用手动和电动两种方式对储能弹簧进行储能，以实现方便、简捷的方式对活塞发动机式无人机的起动，本发明的起动机重量轻、体积小、结构简单、安全系数高。

2、本发明涉及一种无人机用便携式弹簧储能起动机，适用于采用活塞式发动机的无人机，包括减速电机、起动机卡爪、储能弹簧、传动轴、摇把、手摇机械卡爪；手摇机械卡爪与传动轴传动连接，储能弹簧缠绕在传动轴上，摇把插入手摇机械卡爪时带动手摇机械卡爪转动，手摇机械卡爪的转动带动传动轴转动，进而对储能弹簧进行储能；所述电机与传动轴传动连接，同样可以对储能弹簧进行储能；起动机卡爪与传动轴固定连接，起动机卡爪可将传动轴的转动传递到无人式机的活塞式发动机曲轴上，以启动所述无人机的发动机。

3、进一步的，所述手摇机械卡爪与传动轴传动连接结构包括在手摇机械卡爪的一端设置手摇机械卡爪传扭槽，传动轴的一端设置传动轴传扭键；通过摇把插进手摇机械卡爪时，手摇机械卡爪沿传动轴的轴向移动，使得手摇机械卡爪传扭槽插到传动轴传扭键上，传动轴随着手摇机械卡爪一起旋转。

4、进一步的，所述减速电机与传动轴的传动连接结构包括与减速电机连接的减速电机驱动齿轮、驱动轴齿轮盘，驱动轴齿轮盘套设在传动轴上；减速电机启动后，由减速电机驱动齿轮带动驱动轴齿轮盘旋转，传动轴随着驱动轴齿轮盘旋转。

5、进一步的，还包括套设在传动轴传扭键上的复位弹簧，储能完成后，手摇机械卡爪在复位弹簧的作用下复位，与传动轴脱开；手摇机械卡爪与传动轴脱开后，手摇机械卡爪上设置限位键20，进行限位，避免手摇机械卡爪掉落。

6、进一步的，还包括止回机构，包括止回滑块、推力弹簧、止回棘轮，止回棘轮与传动轴固定连接，推力弹簧与止回滑块连接；储能完成后，止回滑块在推力弹簧的作用下顶到止回棘轮，将其锁定，进而使得传动轴及储能弹簧无法自动释能。

7、进一步的，还包括起动机手柄，所述起动机手柄上面安装有储能开关和起动开关，储能电机开关用于启动所述减速电机对储能弹簧进行储能，起动开关用于释放储能弹簧的能量，传动轴旋转。

8、进一步的，还包括与所述起动开关电连接的电磁铁，所述电磁铁与推力弹簧连接，所述电磁铁通电，使得止回滑块克服推力弹簧的推力脱离止回棘轮，使得储能弹簧的能量释放，以带动传动轴转动。

9、进一步的，还包括减速电机驱动齿轮外壳、储能弹簧外壳；起动机手柄与减速电机驱动齿轮外壳和储能弹簧外壳固连；传动轴两端由手摇传动轴轴承支撑在储能弹簧外壳内，减速电机由减速电机驱动齿轮轴承支撑在减速电机驱动齿轮外壳外表面。

10、进一步的，所述起动机有两种储能方式，一种是采用起动机手柄手动给弹簧储能，一种是采用减速电机给弹簧储能。

11、一种使用上述起动机起动无人机的方法，包括以下步骤：

12、首先，手持已经完成储能的所述起动机的起动机手柄，将起动机卡爪与无人机的活塞式发动机曲轴相连；

13、然后，按下起动开关，电磁铁通电，储能弹簧开始释放能量，传动轴在储能弹簧释能下旋转；

14、最后，起动机卡爪将传动轴的转动传递到无人机活塞式发动机曲轴，发动机曲轴旋转，带动活塞式发动机压缩重油喷雾，重油燃烧，所述活塞式发动机正常起动。

15、本发明的有益效果：

16、1.本发明的起动机可以适用于不搭载起动系统的小型无人机，并可以将多个该便携式起动机，由一个减速电机分别进行储能后串联，以用来起动不同功率等级的无人机。

17、2.本发明适用于无人机在外场、高原飞行时，电起动起动能量不足的问题，并且还匹配了手动和电动两种储能系统、在应急状态下需连续多次起动时，可手动进行储能。

18、3.本发明起动机重量轻，体积小，与同等功率等级的电起动系统相比，重量减小近三分之二，蓄电池功率小，便于携带。

技术特征：

1.一种无人机用便携式弹簧储能起动机，其特征在于，适用于采用活塞式发动机的无人机，包括减速电机、起动机卡爪、储能弹簧、传动轴、摇把、手摇机械卡爪；手摇机械卡爪与传动轴传动连接，储能弹簧缠绕在传动轴上，摇把插入手摇机械卡爪时带动手摇机械卡爪转动，手摇机械卡爪的转动带动传动轴转动，进而对储能弹簧进行储能；所述电机与传动轴传动连接，同样可以对储能弹簧进行储能；起动机卡爪与传动轴固定连接，起动机卡爪可将传动轴的转动传递到无人式机的活塞式发动机曲轴上，以启动所述无人机的发动机。

2.根据权利要求1所述的一种无人机用便携式弹簧储能起动机，其特征在于，所述手摇机械卡爪与传动轴传动连接结构包括在手摇机械卡爪的一端设置手摇机械卡爪传扭槽，传动轴的一端设置传动轴传扭键；通过摇把插进手摇机械卡爪时，手摇机械卡爪沿传动轴的轴向移动，使得手摇机械卡爪传扭槽插到传动轴传扭键上，传动轴随着手摇机械卡爪一起旋转。

3.根据权利要求2所述的一种无人机用便携式弹簧储能起动机，其特征在于，所述减速电机与传动轴的传动连接结构包括与减速机连接的减速电机驱动齿轮、驱动轴齿轮盘，驱动轴齿轮盘套设在传动轴上；减速电机启动后，由减速电机驱动齿轮带动驱动轴齿轮盘旋转，传动轴随着驱动轴齿轮盘旋转。

4.根据权利要求3所述的一种无人机用便携式弹簧储能起动机，其特征在于，还包括套设在传动轴传扭键上的复位弹簧，储能完成后，手摇机械卡爪在复位弹簧的作用下复位，与传动轴脱开；手摇机械卡爪上设置限位键，进行限位，避免手摇机械卡爪掉落。

5.根据权利要求4所述的一种无人机用便携式弹簧储能起动机，其特征在于，还包括止回机构，包括止回滑块、推力弹簧、止回棘轮，止回棘轮与传动轴固定连接，推力弹簧与止回滑块连接；储能完成后，止回滑块在推力弹簧的作用下顶到止回棘轮，将其锁定，进而使得传动轴及储能弹簧无法自动释能。

6.根据权利要求5所述的一种无人机用便携式弹簧储能起动机，其特征在于，还包括起动机手柄，所述起动机手柄上面安装有储能开关和起动开关，储能电机开关用于启动所述减速电机对储能弹簧进行储能，所述起动开关用于释放储能弹簧的能量，传动轴旋转。

7.根据权利要求6所述的一种无人机用便携式弹簧储能起动机，其特征在于，还包括与所述起动开关电连接的电磁铁，所述电磁铁与推力弹簧连接，所述电磁铁通电，止回滑块克服推力弹簧的推力脱离止回棘轮，使得储能弹簧的能量释放，以带动传动轴转动。

8.根据权利要求7所述的一种无人机用便携式弹簧储能起动机，其特征在于，还包括减速电机驱动齿轮外壳、储能弹簧外壳；起动机手柄与减速电机驱动齿轮外壳和储能弹簧外壳固连；传动轴两端由手摇传动轴轴承支撑在储能弹簧外壳内，减速电机由减速电机驱动齿轮轴承支撑在减速电机驱动齿轮外壳外表面。

9.根据权利要求8所述的一种无人机用便携式弹簧储能起动机，其特征在于，所述起动机有两种储能方式，一种是采用起动机手柄手动给弹簧储能，一种是采用减速电机给弹簧储能。

10.一种使用权利要求6-9任一项所述的起动机起动无人机的方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明涉及一种无人机用便携式弹簧储能起动机及其起动方法，所述起动机适用于采用活塞式发动机的无人机，包括减速电机、起动机卡爪、储能弹簧、传动轴、摇把、手摇机械卡爪；摇把插入手摇机械卡爪中带动手摇机械卡爪转动，手摇机械卡爪与传动轴传动连接，储能弹簧缠绕在传动轴上，通过手摇机械卡爪转动带动传动轴转动，进而对储能弹簧进行储能；所述电机与传动轴传动连接，同样可以对储能弹簧进行储能；起动机卡爪与传动轴固定连接，起动机卡爪可将传动轴的转动传递到无人式机的活塞式发动机曲轴上，以启动无人机的发动机。本发明的无人机用便携式弹簧储能起动机同时具有手动和电动两种储能方式，重量轻、体积小、结构简单、安全系数高。

技术研发人员：周煜,赵帅,邵龙涛,宋越,耿泰,马龙强
受保护的技术使用者：北京航空航天大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14