一種多旋翼飛行器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及飛行器的，尤其涉及飛行器的動力以及飛行控制技術。
【背景技術】
[0002]目前，能實現(xiàn)垂直起降和懸停的飛行器種類很多，如:飛艇、直升飛機、垂直起降固定翼飛機、旋翼機、多旋翼飛行器(亦稱多軸飛行器)等。這些飛行器的動力驅動方式一般就三種:燃油發(fā)動機、電力發(fā)動機或者油電混合進行供電。
[0003]但是三種驅動方式的飛行器都各有其弊病，在同等的起飛重量條件下，以燃油發(fā)動機為動力的飛行器的特點是續(xù)航時間長，載重量大，但需要較復雜的機械控制機構，動力過載能力弱，動力輸出及姿態(tài)控制困難。
[0004]以電動機為動力的飛行器的特點是可省卻機械控制結構，動力過載能力強，動力輸出及姿態(tài)控制敏銳可靠，但受到目前電池技術的限制，相對續(xù)航時間短，載重量有限，需頻繁更換電池，運行效率低，成本較高。
[0005]而油電混合多旋翼飛行器則有的是使用燃油發(fā)動機發(fā)電和充電，再供電動機使用，此方案的能量轉化率過低。還有的是在目前的多旋翼飛行器中加入幾組燃油發(fā)動機搭配螺旋槳，通過槳的高速旋轉獲得更大的升力，盡管已考慮到將發(fā)動機的數(shù)量設為偶數(shù)并同時搭配正槳和反槳可相互抵消反扭力，但多臺發(fā)動機未能做到機械同步聯(lián)動，當多臺燃油發(fā)動機輸出的動力稍有不同時，就會產(chǎn)生復雜多樣的不平衡力矩，使得飛行器很難穩(wěn)定飛行和控制。
[0006]因此，需要提供一種多旋翼飛行器，使它不限于動力源形式，也不依賴于復雜的機械控制結構，就可以實現(xiàn)穩(wěn)定懸停及升降等飛行動作。

【發(fā)明內容】

[0007]本實用新型為了解決上述現(xiàn)有技術的問題，提出一種多旋翼飛行器，包括燃油發(fā)動機、同步齒輪驅動機構、機架和多根電機支撐臂組成的機身、起落架、螺旋槳、電動機、電子調速器、電池組和飛行控制系統(tǒng)，螺旋槳包括:一對同速反向共軸雙旋翼的主螺旋槳，由一臺或多臺燃油發(fā)動機通過同步齒輪驅動機構驅動，承擔飛行器的主要升力；至少4η個副螺旋槳，它們速度可調，每2個副螺旋槳為一組，其旋轉方向相反，主要用于控制飛行器的姿態(tài)平衡及懸停、升降、前后左右、方向的機動飛行，同時承擔飛行器的小部分升力，η為正整數(shù)，且η>=1。
[0008]本實用新型通過燃油發(fā)動機為主動力驅動和電動機為輔助驅動混合為飛行器提供升力和姿態(tài)控制及飛行控制，由一臺或多臺燃油發(fā)動機通過同步齒輪驅動機構驅動，帶動一對主螺旋槳(一正一反)同速反向旋轉，為飛行器提供主要升力，由至少4臺以上電動機驅動的多對副螺旋槳，主要用于控制飛行器的姿態(tài)平衡及懸停、升降、前后左右、方向的機動飛行控制，同時承擔飛行器的小部分升力，同步齒輪驅動機構用于同步、協(xié)調、減速和調向主動力驅動的輸入輸出，提供可控的平衡穩(wěn)定的升力輸出，消除不平衡扭矩輸出。以保證能與電動機、副螺旋槳構成的輔助驅動系統(tǒng)很好組合，成為實用的、可行的油電混合動力驅動方案，可廣泛應用于垂直起降固定翼飛機和大載重長航時的多旋翼等飛行器中，尤其是中大型飛行器。
【附圖說明】
[0009]圖1為本實用新型的主視圖；
[0010]圖2為本實用新型的側視圖；
[0011]圖3為本實用新型的俯視圖。
【具體實施方式】
[0012]以下結合附圖和實施例，說明本實用新型的結構原理。
[0013]如圖1至圖3所示，本實用新型的多旋翼飛行器包括機架1、起落架2、飛行控制系統(tǒng)以及兩套動力驅動機構，這兩套動力驅動機構分別為主動力組和輔動力組。
[0014]其中主動力組包括動力源、同步齒輪驅動機構和主螺旋槳12，同步齒輪驅動機構包括一對動力輸出軸和同步齒輪組，動力輸出軸由一空心軸3和貫穿該空心軸3的芯軸4組成，同步齒輪組相應地也設有兩個大齒輪5，這兩個大齒輪5分別與芯軸4、空心軸3同軸心連接，并且兩個大齒輪5的相對面之間設有模數(shù)和齒數(shù)完全一致的一個或多個小齒輪6。同步齒輪驅動機構具有四大功能，同步、協(xié)調、減速和調向，同步功能可以保障每個動力輸出軸轉速一致，協(xié)調功能可以保障在使用多臺燃油發(fā)動機或主電機時，均衡各發(fā)動機、電動機的動力輸出狀態(tài)差異，減速功能可以保障主螺旋槳做功效率最高，調向功能可以保障動力輸出軸是由正轉和反轉成對組成，以相互抵消主螺旋槳產(chǎn)生的反扭矩，同時可以保障在使用多臺燃油發(fā)動機或使用主螺旋槳電動機或使用發(fā)電機時的動力輸出軸和動力輸入軸的方向符合安裝要求。
[0015]主動力組中的動力源有兩種實施例，其中，第一種動力源采用的是至少一臺燃油發(fā)動機7、油箱8，每臺燃油發(fā)動機7的動力輸出軸通過離合器11連接到小齒輪，每個小齒輪6都是嚙合在上下兩個大齒輪5的凸齒之間。燃油動發(fā)動機7通過同步齒輪組帶動兩個主螺旋槳(一正一反)提供飛行器所需的主要升力。
[0016]主動力組中的動力源的第二種實施例采用主電機9來替換燃油發(fā)動機7，主電機9的動力輸出軸直接連接到一個小齒輪6，通過電池組10對主電機進行供電，從而帶動同步齒輪組，通過同步齒輪驅動機構帶動兩個主螺旋槳。
[0017]無論是采用燃油發(fā)動機還是采用主電機，都可以根據(jù)需要配置其個數(shù)，以燃油發(fā)動機為例，當燃油發(fā)動機有多個時，可以沿同步齒輪組中大齒輪的圓周方向進行排列，并分別通過單獨的離合器和單獨的小齒輪與同步齒輪驅動機構中的大齒輪連接，經(jīng)同步、協(xié)調后有序統(tǒng)一的驅動主螺旋槳工作。解決了多臺燃油發(fā)動機工作時，動力不協(xié)調不同步的問題，也解決了多臺燃油發(fā)動機驅動多支主螺旋槳容易產(chǎn)生復雜多樣的不平衡力矩的問題。因此，可以容許多臺燃油發(fā)動機同時工作或者部分工作。
[0018]主動力組的螺旋槳是成對設置的，可以是一對，也可以是多對，每對主螺旋槳12的直徑、螺矩等氣動特性均一致和對稱，每對主螺旋槳在飛行器中的氣動布局對所產(chǎn)生的升力大小都是均衡的可控的，方向都是一致的，最大限度的減少或削除三維不平衡扭矩和扭力的輸出，只產(chǎn)生一致向上的可控升力，是飛行器中承擔主要的升力和部分電力的重要組件。當主螺旋槳為一對時，主螺旋槳的一對旋轉軸線與飛行器的垂直中軸線重合，即三軸合一。當主螺旋槳為多對時，每對主螺旋槳的旋轉軸線與飛行器的氣動中心距離相等，且多對主螺旋槳中每對螺旋槳的旋轉軸線布局都與飛行器的垂直中軸線兩兩對稱。
[0019]本實用新型的輔動力組包括副螺旋槳13、電動機14和電池組10，以及支撐副螺旋槳13和電動機的電機支撐臂15，用于控制飛行器的姿態(tài)平衡及懸停、升降、前后左右、方向