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CN111765028A - 一种用于小型无人机的发动机启动/发电一体化装置 - Google Patents

一种用于小型无人机的发动机启动/发电一体化装置 Download PDF

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CN111765028A CN202010628039.3A CN202010628039A CN111765028A CN 111765028 A CN111765028 A CN 111765028A CN 202010628039 A CN202010628039 A CN 202010628039A CN 111765028 A CN111765028 A CN 111765028A
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    • F02N3/00—Other muscle-operated starting apparatus
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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Abstract

本发明提供了一种用于小型无人机的发动机启动/发电一体化装置，用于在占用很低重量前提下实现发动机的启动并维持发电机的稳定工作，包括：发动机1；固定板11，其连接到发动机1的机身；发电机12，其固定到固定板11上；启动/联轴一体化部件6，其具有同轴的发电机端连接孔19和发动机端连接孔16。其中：发动机的转轴5与发电机端连接孔19相连，连接孔16与转轴5相连接，一体化部件6与发电机的转轴平台14连接，从而实现一体化部件6与发电机转轴15的连接和将动力传递到发电机12，一体化部件6具有绕线槽26，用于使牵引线21缠绕到绕线槽26上，从而通过拉动牵引线21来启动发动机。

Description

一种用于小型无人机的发动机启动/发电一体化装置
技术领域
本发明涉及发动机动力系统中的发动机启动/发电一体化装置，
属于航空设计领域。
背景技术
电池是大部分小型无人机的主要供电设备，然而对于超长航时无人机来说，大量的电池所带来的重量会大大减少无人机的续航时间。
发明内容
本发明人认识到，为了克服现有技术的上述问题，需要考虑采用发电机来取代电池的方式以减轻整机重量，但是这需要发电机与发动机传动轴之间有稳固可靠的连接。本发明人进一步认识到，为了避免使用地面附加的启动器，简化无人机的启动流程，需要采用轻便、简洁的结构；本发明提供了一种这样的轻便、简洁的结构，其仅需通过一根长绳就可以实现发动机的拖拽启动。
根据本发明的结合了上述特点的发动机启动与发电一体化装置，具有轻便、简洁、性能可靠等特点，满足了长航时无人机的便捷启动需求，并将发电机与发动机转轴进行稳固连接，保障无人机进行超长航时的飞行任务。
对于超长航时无人机来说，减轻重量、提高飞机内部空间利用率是提升无人机续航时间的因素之一。为了摆脱电池所带来的大量的重量，发电机是必不可少的，但发电机的安装通常会带来额外的重量，占用一定的空间。另外，如果飞行器内不安装启动系统，地面笨重的启动器会降低无人机使用的便利性。
根据本发明的发动机启动/发电一体化装置，在不明显增加体积和重量的前提下，同时实现了发电机的安装连接和发动机的手拉启动功能。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于小型无人机的发动机启动/发电一体化装置，其特征在于包括：
发动机，
固定板，其连接到发动机的机身，
发电机，其固定到固定板上，
启动/联轴一体化部件，其具有同轴的发电机端连接孔和发动机端连接孔
其中：
发动机转轴与发电机端连接孔相连接，
启动/联轴一体化部件的发动机端连接孔与发动机转轴相连接，
启动/联轴一体化部件与发电机转轴平台配合连接，从而实现启动/联轴一体化部件与发电机转轴的连接和将动力传递到发电机，
启动/联轴一体化部件具有用于缠绕牵引线的绕线槽，用于使牵引线缠绕到启动/联轴一体化部件中间的绕线槽上，从而通过拉动牵引线来启动发动机。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施例的发动机启动/发电一体化装置的爆炸立体视图。
图2是图1的发动机启动/发电一体化装置的前视爆炸图。
图3是图1的发动机启动/发电一体化装置的整体视图。
图4是图1的启动/联轴一体化部件的前视图。
图5是图1的发动机启动/联轴一体化部件的左视图。
图6是图1的发动机启动/联轴一体化部件的俯视图。
图7是图1的发动机启动/联轴一体化部件的轴测图。
图8是根据本发明的一个实施例的发动机启动/联轴一体化部件以垂直轴且经过紧固螺钉孔轴线的平面为剖面的剖面轴测图。
图9是根据本发明的一个实施例的发动机启动/联轴一体化部件的以垂直发电机转轴平台且过发电机转轴轴线的平面为剖面的剖面图。
图10是本发明采用的固定板的示意图。
图11是根据本发明的一个实施例的发动机启动/发电一体化装置的启动过程示意图。
具体实施方式
本发明主要应用在小型长航时无人机中。为了能获得超长的续航时间，尽可能减轻飞机的整体重量是小型长航时无人机必须考虑的因素。
整体结构
根据本发明的一个实施例的发动机启动/发电一体化装置的整体结构如图1、图2、图3和图10所示，其中，发电机(12)通过四个安装点(23)固定到固定板(11)上，固定板(11)通过支撑柱(8，9，10)连接到发动机(1)的机身。发电机转轴(15)深入到启动/联轴一体化部件(6)的发电机端连接孔(19)中，启动/联轴一体化部件(6)的发动机端连接孔(16)连接到发动机转轴(5)。
发动机启动装置
启动/发电一体化动力装置的启动装置如图1、图2、图4、图5、图6、图7、图8所示，发动机的启动通过启动/联轴一体化部件(6)和牵引线(21)的配合来实现。将牵引线(21)缠绕到启动/联轴一体化部件(6)中间的绕线槽(26)上。通过绕线槽滚花(18)大大增加牵引线(21)与绕线槽(26)之间的摩擦力。沿牵引方向(24)(见图11)拉动牵引线(21)来启动发动机。发动机转轴(5)附带右螺旋螺纹，发动机端连接孔(19)与发动机转轴(5)为螺纹连接，拉动牵引线(21)时将使螺纹连接旋紧。
发电机动力传递路径
启动/发电一体化动力装置的发电机动力传递路径如图1、图2、图4、图5、图6、图7、图8和图9所示，即，发动机转轴(5)的动力依靠发动机端连接孔(16)与发动机转轴之间的螺纹连接传递，启动/联轴一体化部件(6)通过紧固螺钉(7)与发电机的转轴平台(14)的配合，实现启动/联轴一体化部件(6)与发电机的转轴(15)的连接，从而将动力传递到发电机(12)上。紧固螺钉(7)旋入紧固螺钉螺纹(20)中，紧固螺钉孔(17)的上端可使紧固螺钉的杯头沉入其中。
启动/发电一体化装置的实施方式如图8和图11所示，在沿如图所示缠绕好牵引绳后，沿牵引方向快速拉动牵引绳，联轴器带动发动机沿图中标注的旋转方向旋转，发动机启动。同时，发电机经启动/联轴一体化部件与发动机转轴连接，被带动旋转，开始发电。
本发明的优点包括：
1)通过使用启动/联轴一体化部件，不仅可以通过手拉的方式启动发动机，同时，该一体化装置还承担着发电机的动力传递的作用，在非常紧凑的空间实现了手拉启动和连接发电机的功能。
2)发电机和启动器在远离发动机主转轴端，使启动更安全，设备运行更可靠。
3)在只有手拉启动装置来启动发动机时，发动机转轴为一个悬臂受力结构。在本发明中加入了发电机、固定板和支撑柱后，手拉启动发动机时，发动机转轴为两支点受力结构，使发动机转轴受力情况更好。

Claims (6)

1.一种用于小型无人机的发动机启动/发电一体化装置，其特征在于包括：
发动机(1)，
固定板(11)，其连接到发动机(1)的机身，
发电机(12)，其固定到固定板(11)上，
启动/联轴一体化部件(6)，其具有同轴的发电机端连接孔(19)和发动机端连接孔(16)
其中：
发动机转轴(5)与发电机端连接孔(19)相连接，
发动机端连接孔(16)与发动机转轴(5)相连接，
启动/联轴一体化部件(6)与发电机转轴平台(14)配合连接，从而实现启动/联轴一体化部件(6)与发电机转轴(15)的连接和将动力传递到发电机(12)，
启动/联轴一体化部件(6)具有用于缠绕牵引线(21)的绕线槽(26)，用于把牵引线(21)缠绕到启动/联轴一体化部件(6)中间的绕线槽(26)上，从而通过拉动牵引线(21)来启动发动机(1)。
2.根据权利要求1所述的发动机启动/发电一体化装置，其特征在于：
发动机端连接孔(19)与发动机转轴(5)为螺纹连接，拉动牵引线(21)时将使螺纹连接旋紧。
3.根据权利要求1所述的发动机启动/发电一体化装置，其特征在于：
绕线槽(26)带有滚花(18)，用于提高牵引线(21)与绕线槽(26)之间的摩擦力。
4.根据权利要求1所述的发动机启动/发电一体化装置，其特征在于：
启动/联轴一体化部件(6)通过紧固螺钉(7)与发电机转轴平台(14)配合连接。
5.根据权利要求1所述的发动机启动/发电一体化装置，其特征在于：
固定板(11)通过多个支撑柱(8，9，10)连接到发动机(1)的机身。
6.根据权利要求1所述的发动机启动/发电一体化装置，其特征在于：
发电机(12)通过四个安装点(23)固定到固定板(11)上。
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