[发明专利]一种无人机油电混合动力耦合系统

说明书

本发明公开了一种无人机油电混合动力耦合系统，该无人机油电混合动力耦合系统包括：油动发动机；电机；螺旋桨；耦合装置。耦合装置包括：轴I；轴II；轴III；箱体；超越离合器I；超越离合器II；齿轮I；齿轮II；齿轮III。齿轮III在齿轮I和齿轮II之间啮合，并同轴III相连。轴I和轴II是输入轴，轴III是输出轴。发动机与电机提供的动力在箱体处进行耦合，共同输出功率带动螺旋桨转动。油动发动机和电机既可以单独为螺旋桨提供动力，也可以耦合共同为螺旋桨提供动力。可以有效提升系统安全裕度，大大的简化了混合动力系统的切换和控制，提高了动力系统的效率，降低耗油率，延长无人机续航时间，增强了无人机安全可靠性。

技术领域

本发明涉及无人机混合动力技术领域，特别是一种无人机油电混合动力耦合系统。

背景技术

限制无人机发展的主要问题中，动力系统续航时间、发动机燃油效率以及动力系统安全性问题尤为突出。传统的无人机动力系统使用单一油动发动机，起飞时所需功率大，巡航所需功率仅占起飞时的一半左右，发动机的选型必须满足无人机起飞需求，这就导致整个在飞行剖面动力系统效率不高，巡航动力大量冗余，造成燃油浪费，降低无人机续航时间；电动无人机动力系统受限于电机的功率与电池重量，对于大型无人机的长时间续航要求以及垂直起降无能为力。因此，无人机油电混合动力耦合系统成为解决这一问题的方案。

已有的混合动力系统工作时，油动发动机和电机能够将动力耦合输出，但往往不能单独输出，不能解决无人机续航要求及动力系统效率问题；当其中一种动力失效时，另外一种动力也难以继续为无人机提供动力，这样无疑为无人机安全带来隐患；已有的无人机混合动力系统，需要为发动机考虑额外的起动方式，不能充分利用混合动力系统中的电机，这无疑增加了无人机系统的复杂性和重量。在无人机领域，现有技术方案无法很好解决上述问题。

发明内容

针对现有技术中的上述问题，本发明提供了一种既能满足大型垂直起降无人机重量和功率需求，又能降低耗油率、延长续航时间、增加动力系统安全性的无人机油电混合动力耦合系统，用于解决现有无人机动力系统的续航时间短、发动机效率低、安全可靠性不足等无法满足现有要求的问题。

本发明提供了一种无人机油电混合动力耦合系统，所述的无人机油电混合动力耦合系统包括：油动发动机；电机，所述的电机和油动发动机在同侧；螺旋桨；耦合装置，所述耦合装置设置在螺旋桨和发动机、电机之间。

优选地，所述的耦合装置包括：轴I；轴II；轴III；箱体，所述的轴I、轴II、轴III分别安装在箱体上；超越离合器I，所述的超越离合器I与轴I相连；超越离合器II，所述的超越离合器II与轴II相连；齿轮I，所述的齿轮I的内圈与超越离合器I的外圈配合；齿轮II，所述的齿轮II的内圈与超越离合器II的外圈配合；齿轮III，所述的齿轮III在齿轮I和齿轮II之间啮合，并同轴III相连。

优选地，所述的箱体安装有三根转动轴，其中轴I和轴II是输入轴，轴I连接油动发动机，轴II连接电机；轴III是输出轴，与螺旋桨相连。

优选地，所述的轴I不转动时，轴II可以单独工作；轴II不转动时，轴I可以单独工作；轴I的转速低于轴II通过齿轮III传递的转速时，轴I保持自由转动，不会对轴II的工作造成影响；轴II的转速低于轴I通过齿轮III传递的转速时，轴II保持自由转动，不会对轴I的工作造成影响。

优选地，所述的轴II上所连接电机反转可以作为油动发动机的起动电机，带动油动发动机正常起动。。

本发明无人机油电混合动力耦合系统的有益效果：通过引入两个超越离合器，解决了在无人机油电混合动力耦合系统中，油动发动机和电机既能单独工作，又能进行动力耦合输出带动负载工作，同时可以有效提升系统安全裕度。大大的简化了混合动力系统的切换和控制，提高了动力系统的效率，降低耗油率，延长无人机续航时间，增强了无人机安全可靠性。

附图说明