本實(shí)用新型涉及機(jī)械領(lǐng)域,具體涉及一種油電混合多旋翼飛行器。
背景技術(shù):
電動(dòng)多旋翼飛行器的易操控性越來越受到用戶的青睞,但是續(xù)航時(shí)間和大載重制約了多旋翼的發(fā)展。油機(jī)單旋和多旋解決了續(xù)航時(shí)間和大載重的問題,但是油動(dòng)旋翼機(jī)需要專業(yè)培訓(xùn)才能操控,并且飛行穩(wěn)定性不太好,因而不能被大眾所接受。目前的油電混合多旋翼飛行器操控性不好的原因主要是:油電動(dòng)力匹配控制不好;油機(jī)的動(dòng)力輸出產(chǎn)生的扭矩通過電動(dòng)多旋翼的轉(zhuǎn)速或角度來抵消,不能有效平衡;油機(jī)的油門只能通過手動(dòng)控制,不能實(shí)時(shí)調(diào)整;無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制飛行器的平衡,對(duì)操作手要求較高。
本實(shí)用新型是在現(xiàn)有多旋翼飛行器中心固定一單缸或多缸油機(jī),在油機(jī)上方的輸出軸端固定一共軸逆向分動(dòng)箱,將輸出的力通過分動(dòng)箱,在分動(dòng)箱上方輸出同軸正反兩個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)的力,分動(dòng)箱輸出的兩個(gè)力作用于上方正反兩個(gè)螺旋槳,由這正反兩個(gè)螺旋槳提供上升的拉力,其拉力的大小由IO電路獲得飛行器的重量大小來自動(dòng)精確控制控制油機(jī)的轉(zhuǎn)速,從而獲得所需的拉力,多旋翼自身螺旋槳由電池提供動(dòng)力來控制飛行姿態(tài),電池電力可以由油機(jī)自帶發(fā)電系統(tǒng)來補(bǔ)充從而達(dá)到長時(shí)間大載重的飛行需求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足,本實(shí)用新型提供一種結(jié)構(gòu)簡單,操作方便,工作和運(yùn)行效率高,自動(dòng)化程度高的油電混合多旋翼飛行器,用于解決現(xiàn)有技術(shù)存在的諸多缺陷。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種油電混合多旋翼飛行器,包括自帶蓄電池的飛行本體,所述的飛行本體上設(shè)置有控制器,控制器上方的飛行本體上固定安裝有重力傳感器,重力傳感器上方安裝有中心板,中心板上方安裝有舵機(jī),舵機(jī)上方設(shè)置有油機(jī),油機(jī)上方設(shè)置有分動(dòng)箱,分動(dòng)箱上方與第一飛行翼和第二飛行翼相連接。
所述的控制器內(nèi)部安裝有增壓變送器和電壓轉(zhuǎn)PWM模塊,重力傳感器通過導(dǎo)線與增壓變送器相連接,增壓變送器通過導(dǎo)線與電壓轉(zhuǎn)PWM模塊相連接,電壓轉(zhuǎn)PWM模塊通過導(dǎo)線與舵機(jī)相連接,舵機(jī)與油機(jī)的輸入油門端相連接。
所述的蓄電池設(shè)置在控制器下部,蓄電池通過導(dǎo)線與控制器和重力傳感器以及舵機(jī)相連接。
所述的重力傳感器輸出信號(hào)的電壓為0至20mv,增壓變送器輸出信號(hào)的電壓為0至10v。
所述的重力傳感器的數(shù)量至少為1個(gè)。
本實(shí)用新型具有如下的積極效果:首先本產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡單,操作方便,利用分動(dòng)箱輸出正反雙槳?jiǎng)恿νㄟ^精確調(diào)整實(shí)現(xiàn)了動(dòng)力輸出的扭矩平衡,解決了單槳扭矩不平衡問題,通過控制器和重力傳感器的精確控制實(shí)現(xiàn)了油機(jī)動(dòng)力的穩(wěn)定輸出,同時(shí)可以在油機(jī)上加裝發(fā)電機(jī),通過油機(jī)補(bǔ)充供電解決了多旋翼的電力續(xù)航問題。
附圖說明
圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實(shí)用新型控制器結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1、2所示,一種油電混合多旋翼飛行器,包括自帶蓄電池的飛行本體1,所述的飛行本體1上設(shè)置有控制器2,控制器2上方的飛行本體1上固定安裝有重力傳感器3,重力傳感器3上方安裝有中心板4,中心板4上方安裝有舵機(jī)5,舵機(jī)5上方設(shè)置有油機(jī)6,油機(jī)6上方設(shè)置有分動(dòng)箱7,分動(dòng)箱7上方與第一飛行翼9和第二飛行翼8相連接。
所述的控制器2內(nèi)部安裝有增壓變送器10和電壓轉(zhuǎn)PWM模塊11,重力傳感器3通過導(dǎo)線與增壓變送器10相連接,增壓變送器通過導(dǎo)線與電壓轉(zhuǎn)PWM模塊11相連接,電壓轉(zhuǎn)PWM模塊11通過導(dǎo)線與舵機(jī)5相連接,舵機(jī)5與油機(jī)6的輸入油門端相連接。所述的蓄電池設(shè)置在控制器2下部,蓄電池通過導(dǎo)線與控制器2和重力傳感器3以及舵機(jī)5相連接。所述的重力傳感器3輸出信號(hào)的電壓為0至20mv,增壓變送器10輸出信號(hào)的電壓為0至10v。所述的重力傳感器3的數(shù)量至少為1個(gè)。
本實(shí)用新型在飛行器的承重部位加裝重力感應(yīng)裝置,該裝置將重力轉(zhuǎn)化為電壓(0-5mv或0-10mv)信號(hào)輸出(電壓隨重力的增加而增加),電壓信號(hào)通過增壓變送器將0-10mv電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為0-5v或0-10v的電壓信號(hào)(該裝置輸出的電壓信號(hào)可根據(jù)實(shí)際需求調(diào)整輸出電壓在0-10v之間),將電壓信號(hào)在通過電壓轉(zhuǎn)PWM模塊轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為PWM脈寬調(diào)制信號(hào),PWM脈寬調(diào)制信號(hào)控制舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)相應(yīng)角度,舵機(jī)上裝一擺臂該臂通過上述信號(hào)的轉(zhuǎn)化會(huì)根據(jù)所載重量的大小擺動(dòng)相應(yīng)的幅度,擺臂連接油機(jī)的油門從而自動(dòng)控制油門的大小。將該裝置感應(yīng)到的重力信息轉(zhuǎn)換為油機(jī)的油門控制信號(hào)來控制油門伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng),從而使油機(jī)輸出相應(yīng)的動(dòng)力來滿足飛行需要。加裝重力感應(yīng)裝置會(huì)實(shí)時(shí)隨著起飛重量的增加而增加油機(jī)的動(dòng)力輸出,反之會(huì)隨著起飛重量的減少而減少油機(jī)的動(dòng)力輸出,同樣當(dāng)在飛行過程中也能精確控制油機(jī)的動(dòng)力輸出。通過這樣的精確控制,確保多旋翼的電動(dòng)螺旋槳的動(dòng)力輸出穩(wěn)定在合適的狀態(tài),從而來保證飛行的穩(wěn)定性和飛行方向的易操控性
本實(shí)用新型可以使用在植保(噴灑農(nóng)藥)飛行器剛開始起飛重量很重,在噴灑過程中重量越來越輕,一般油電結(jié)合機(jī)在噴灑一段時(shí)間后要手動(dòng)適當(dāng)降低油機(jī)拉力,不然拉力過大飛行器要自動(dòng)上升,這樣會(huì)讓操作手手忙腳亂,容易發(fā)生事故。利用該發(fā)明操作手就可以不用考慮油機(jī)的動(dòng)力輸出,只需像普通多旋翼飛行器一樣操作就可以了,這樣降低了操控難度還增加了安全性。另外,在利用飛行器實(shí)施救援時(shí),空機(jī)上去懸停后要掛載重物在將重物吊起運(yùn)送,一般是先增加油機(jī)拉力吊起后再控制飛行,到達(dá)目的時(shí)要慢慢降低油機(jī)拉力來放重物,這樣非常浪費(fèi)時(shí)間還不易控制。利用該發(fā)明只需正常提升飛行器,油機(jī)會(huì)隨重力增加而自動(dòng)增加轉(zhuǎn)速增加拉力,直接吊起后運(yùn)送,到達(dá)目的地放下重物時(shí),油機(jī)自動(dòng)降低轉(zhuǎn)速減少拉力,同樣樣降低了操控難度還增加了安全性。
機(jī)器在地面時(shí)傳感器受壓力信號(hào)該信號(hào)為負(fù)值不被轉(zhuǎn)換,油機(jī)啟動(dòng)后以怠速轉(zhuǎn)動(dòng),產(chǎn)生較小拉力,起飛時(shí)由電動(dòng)部分再產(chǎn)生向上拉力,當(dāng)電動(dòng)拉力和油機(jī)怠速產(chǎn)生拉力之和大于中心板上部分重量時(shí),傳感器由壓力信號(hào)變?yōu)槔π盘?hào),繼續(xù)提升電動(dòng)部分拉力,當(dāng)傳感器產(chǎn)生的拉力信號(hào)為一定數(shù)值時(shí),拉力信號(hào)開始轉(zhuǎn)換為可控的舵機(jī)信號(hào),油門舵機(jī)開始工作,油機(jī)轉(zhuǎn)速提升,同時(shí)拉力增大,這是電動(dòng)部分拉力不變,由于油機(jī)拉力增加傳感器拉力隨之增加,油門舵機(jī)繼續(xù)增大油門,轉(zhuǎn)速進(jìn)一步增加,拉力繼續(xù)提升,直到離開地面,傳感器開始產(chǎn)生恒定拉力,機(jī)器就可以飛起工作,同樣當(dāng)腳架重量減少時(shí),油機(jī)拉力相應(yīng)降低,
本實(shí)用新型可以自動(dòng)改變拉力大小在合理范圍,讓電動(dòng)部分工作在最佳狀態(tài)來控制飛行姿態(tài),并且電動(dòng)拉力基本恒定,結(jié)合雙槳逆向的工作有點(diǎn)使姿態(tài)控制更加容易,雙槳逆向能有效抵消每個(gè)螺旋槳產(chǎn)生的扭力,是機(jī)器飛行更加穩(wěn)定,更加容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。