本发明涉及无人机，更具体地说是指油电混合动力无人机及其工作方法。
背景技术：
无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“uav”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，或者由车载计算机完全地或间歇地自主地操作。
目前民用市场的多旋翼无人机，多以纯电力发动机或纯燃油发动机提供动力，纯电力发动机稳定性高、操作简单、应用广范，但是续航能力差。而纯燃油发动机因为多台发动机同时工作一致性较差，很难保证各旋翼转速一致，往往影响无人机飞行的稳定，造成一定的缺陷，虽然目前市面上已经有一些新型旋翼燃油无人机结构，但总体都在理论验证阶段，设计复杂、燃油发动机振动性较大，机体设计过重，总耗能不高，总体性能欠佳。
因此，有必要设计一种新的无人机，实现续航能力强，结构简单，总耗能低。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供油电混合动力无人机及其工作方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：油电混合动力无人机，包括机壳、油电混合动力结构、机身组件以及旋翼组件，所述油电混合动力结构置于所述机壳内，所述油电混合动力结构包括主动力组件以及副动力组件，所述主动力组件通过第一传动组件与所述副动力组件连接，所述主动力组件通过第二传动组件与所述机身组件连接，所述机身组件通过第三传动组件与所述旋翼组件连接；通过所述主动力组件输出动力后，带动所述副动力组件工作以及所述机身组件工作，所述机身组件驱动旋翼组件工作。
其进一步技术方案为：所述第一传动组件包括第一主动轮、第一从动轮以及第一同步带，所述第一主动轮与所述主动力组件连接，所述第一从动轮与所述副动力组件连接，所述主动力组件以及所述副动力组件通过所述第一同步带连接。
其进一步技术方案为：所述机身组件包括机架以及机身传动组件，所述机身传动组件连接于所述机架上，所述机身传动组件包括主动轴、机身主动轮、第一传动齿轮以及第二传动齿轮，所述机身主动轮以及所述第一传动齿轮分别与所述主动轴连接，所述机身主动轮与所述第二传动组件连接，所述第二传动齿轮与所述第一传动齿轮啮合。
其进一步技术方案为：所述第二传动齿轮内插设有从动轴。
其进一步技术方案为：所述机身组件还包括张紧弹簧以及张紧轮，所述机架上设有滑槽以及固定杆，所述滑槽内置有滑杆，所述滑杆与所述张紧轮连接，所述滑杆与所述固定杆之间连接有所述张紧弹簧，所述张紧轮与所述第二传动组件抵接。
其进一步技术方案为：所述第二传动组件包括第二主动轮以及第二同步带，所述第二主动轮与所述机身主动轮通过所述第二同步带连接，所述张紧轮与所述第二同步带抵接。
其进一步技术方案为：所述主动轴以及所述从动轴分别通过所述第三传动组件与所述旋翼组件连接。
其进一步技术方案为：所述旋翼组件包括左侧旋翼、左桨座、右侧旋翼、右桨座、左动轴以及右动轴，所述左侧旋翼通过左桨座与所述机架连接，所述右侧旋翼通过右桨座与所述机架连接，所述左侧旋翼与所述左动轴连接，所述右侧旋翼与所述右动轴连接，所述左动轴以及所述右动轴分别与所述第三传动组件连接。
其进一步技术方案为：所述第三传动组件包括第三主动轮、第三从动轮以及第三同步带，所述主动轴以及所述从动轴上分别连接有所述第三主动轮，所述左动轴以及所述右动轴上分别连接有所述第三从动轮，所述第三主动轮与所述从动轮通过第三同步带连接；所述机架上设有限位滑轮组，所述限位滑轮组包括第一限位滑轮以及第二限位滑轮，所述第一限位滑轮以及所述第二限位滑轮置于所述第三同步带的两侧。
本发明还提供了油电混合动力无人机的工作方法，包括：
通过所述主动力组件输出动力后，带动所述副动力组件工作以及所述机身组件工作，所述机身组件驱动旋翼组件工作。
本发明与现有技术相比的有益效果是：本发明通过设置燃油发动机作为主动力组件，发电机作为从动力组件，利用第一传动组件将主动力组件的部分动力传递给从动力组件，以满足无人机其他供电所需，利用第二传动组件将主动力组件的另一部分动力传递至机身组件，再由第三传动组件将机身组件的动力传递至旋翼组件，为旋翼组件的旋转提供动力，实现续航能力强，采用同步带传递方式，结构简单，总耗能低。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明具体实施例提供的油电混合动力无人机的立体结构示意图一；
图2为图1a处的局部放大示意图；
图3为本发明具体实施例提供的油电混合动力无人机的立体结构示意图二(去除左连接杆以及张紧弹簧)；
图4为图3b处的局部放大示意图；
图5为本发明具体实施例提供的机身组件的立体结构示意图；
图6为本发明具体实施例提供的机身组件的爆炸结构示意图(去除张紧弹簧)。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行结合和组合。
如图1～6所示的具体实施例，本实施例提供的油电混合动力无人机，可以运用在无人驾驶场景内，实现续航能力强，结构简单，总耗能低。
请参阅图1，该油电混合动力无人机，包括机壳(图中未示出)、油电混合动力结构、机身组件以及旋翼组件，油电混合动力结构置于机壳内，油电混合动力结构包括主动力组件11以及副动力组件12，主动力组件11通过第一传动组件与副动力组件12连接，主动力组件11通过第二传动组件与机身组件连接，机身组件通过第三传动组件与旋翼组件连接；通过主动力组件11输出动力后，带动副动力组件12工作以及机身组件工作，机身组件驱动旋翼组件工作。
在本实施例中，主动力组件11包括燃油发动机，从动力组件包括发电机；于其他实施例，上述的主动力组件11还可以为其他动力源，从动力组件可以为其他能量转换设备。
在本实施例中，燃油发动机作为主动力，燃油发动机加燃料启动后，该主动力组件11的输出轴高速旋转，一部分通过第一传动组件带动发电机的转子高速旋转，根据磁感线原理输出直流电压，供无人机其它用电系统供电；燃油发动机另一部分动力通过第二传动组件传动给机身组件，机身组件带动旋翼传动组转动。
在一实施例中，请参阅图1与图2，上述的副动力组件12通过安装座13连接于机壳内。
在一实施例中，请参阅图2，上述的第一传动组件包括第一主动轮41、第一从动轮43以及第一同步带42，第一主动轮41与主动力组件11连接，第一从动轮43与副动力组件12连接，主动力组件11以及副动力组件12通过第一同步带42连接。
具体地，上述的主动力组件11的输出轴上连接有第一主动轮41，副动力组件12的输入轴上连接有第一从动轮43，将第一主动轮41和第一从动轮43采用第一同步带42连接的方式，实现动力传动，使用第一同步带42的传动柔性好，适用于燃油动力无人机振动等较大环境中，稳定性高，结构简单，总耗能低。
在一实施例中，请参阅图5与图6，上述的机身组件包括机架21以及机身传动组件，机身传动组件连接于机架21上，机身传动组件包括主动轴28、机身主动轮53、第一传动齿轮25以及第二传动齿轮26，机身主动轮53以及第一传动齿轮25分别与主动轴28连接，机身主动轮53与第二传动组件连接，第二传动齿轮26与第一传动齿轮25啮合。
另外，第二传动齿轮26内插设有从动轴29。
机身组件与油电混合动力结构通过第二传动组件实现动力传动；机身组件内部设置齿轮传动组，该齿轮传动组包括第一传动齿轮25以及第二传动齿轮26，第一传动齿轮25以及第二传动齿轮26啮合传动，方向相反，转速相同，由此带动旋翼组件转动，旋翼组件包括左侧旋翼31和右侧旋翼34，第一传动齿轮25以及第二传动齿轮26对应带动左侧旋翼31和右侧旋翼34转动，左侧旋翼31和右侧旋翼34的旋翼方向相反，抵消无人机飞行扭力，提高无人机的飞行稳定性。
在一实施例中，请参阅图2，上述的机身组件还包括张紧弹簧23以及张紧轮24，机架21上设有滑槽211以及固定杆242，该固定杆242固定连接于机架21上，滑槽211内置有滑杆241，滑杆241可在滑槽211内滑动，滑杆241与张紧轮24连接，滑杆241与固定杆242之间连接有张紧弹簧23，张紧轮24与第二传动组件抵接。
具体地，上述的张紧轮24的上方以及下方分别连接有张紧弹簧23，该第二同步带52置于两个张紧弹簧23之间。张紧弹簧23的一端与滑杆241连接，张紧弹簧23的另一端与固定杆242连接。
具体地，第二传动组件包括第二主动轮51以及第二同步带52，第二主动轮51与机身主动轮53通过第二同步带52连接，张紧轮24与第二同步带52抵接，
另外，上述的第二传动组件还包括机身主动轮53。
与油电混合动力结构相连接的机身组件为固定不动，但油电混合动力结构工作时振动性较大，两者相互传动工作时，第二同步带52张紧不一致，影响传动效率，甚至振动过大第二同步带52传动打滑，造成旋翼组件瞬间失速，对无人机飞行造成一定安全隐患，因此设置张紧轮24以及张紧弹簧23可以避免第二同步带52传动过程中的打滑现象发生，当第二同步带52传动过程中的打滑时，会使得张紧轮24在第二同步带52的作用下滑动，进而带动滑杆241滑动，张紧弹簧23发生弹性变化，进而产生弹力，以驱动张紧轮24复位，带动第二同步带52复位，提高整个无人机飞行的安全性和可靠性。
在一实施例中，请参阅图5，上述的机架21上端连接有机身舱盖22，机身舱盖22与机架21之间围合形成有第一空腔，上述的第二同步带52、张紧轮24、张紧弹簧23、机身主动轮53分别置于该第一空腔内。
在一实施例中，请参阅图3与图4，上述的主动轴28以及从动轴29分别通过第三传动组件与旋翼组件连接。
第三传动组件的个数为两个，主动轴28通过其中一个第三传动组件与旋翼组件连接，从动轮通过另一个第三传动组件与旋翼组件连接，进而实现由机身组件通过两个第三传动组件带动旋翼组件工作。
在一实施例中，请参阅图3至图4，旋翼组件包括左侧旋翼31、左桨座32、右侧旋翼34、右桨座35、左动轴37以及右动轴38，左侧旋翼31通过左桨座32与机架21连接，右侧旋翼34通过右桨座35与机架21连接，左侧旋翼31与左动轴37连接，右侧旋翼34与右动轴38连接，左动轴37以及右动轴38分别与第三传动组件连接。
机身组件通过第三传动组件将动力分别传动至左侧旋翼31和右侧旋翼34，以驱动左侧旋翼31和右侧旋翼34进行工作，以实现左侧旋翼31和右侧旋翼34的转动，带动无人机的飞行。
具体地，上述的左桨座32通过左连接杆33与机架21连接，上述的右桨座35通过右连接杆36与机架21连接。
上述的左连接杆33和右连接杆36为中空杆，以便于第三同步带62放置左连接杆33和右连接杆36内。
在一实施例中，上述的左侧旋翼31和右侧旋翼34对称分布，只提供无人机升力作用，不提供无人机俯仰、滚转和偏航。左侧旋翼31和右侧旋翼34的动力由主动力组件11的输出轴高速旋转，通过多组同步带传动提供动力。
另外，上述的旋翼组件还包括大旋翼螺旋桨，上述的左侧旋翼31与左动轴37为可拆卸结构连接，该可拆卸结构可以为螺栓等紧固件，上述的右侧旋翼34与右动轴38为可拆卸结构连接，该可拆卸结构可以为螺栓等紧固件。大旋翼螺旋桨也可以采用螺栓等紧固件连接在左动轴37和右动轴38上，根据任务载荷不同，左侧旋翼31、右侧旋翼34以及大旋翼螺旋桨，可以更换，转速有多组同步带传动比来设定，转速不同，拉力大小不同，根据实际情况而定，实现不同螺旋桨的更换。
在一实施例中，请参阅图3与图4，上述的第三传动组件包括第三主动轮61、第三从动轮63以及第三同步带62，主动轴28以及从动轴29上分别连接有第三主动轮61，左动轴37以及右动轴38上分别连接有第三从动轮63，第三主动轮61与从动轮通过第三同步带62连接。
利用第三同步带62进行第三主动轮61以及第三从动轮63之间的动力传递，相对连杆齿轮传动，柔韧性较好，特别适用燃油发动机振动环境下运行。
在一实施例中，请参阅图5与图6，上述的机架21上设有限位滑轮组，限位滑轮组包括第一限位滑轮24以及第二限位滑轮27，第一限位滑轮24以及第二限位滑轮27置于第三同步带62的两侧。利用第一限位滑轮24以及第二限位滑轮27限制同步带传动路径，防止高速传动与其它结构件相碰，造成第二同步带52磨损和影响安全。
该第一限位滑轮24以及第二限位滑轮27分别通过竖杆连接在机架21内。
具体地，限位滑轮组的个数为两组，当然，于其他实施例，上述的限位滑轮组的个数可以为三组或者其他数值。
在一实施例中，请参阅图4，上述的左桨座32内设有左限位滑轮组，右桨座35内设有右限位滑轮组39，且左限位滑轮组抵接着第三同步带62，而右限位滑轮组39抵接着第三同步带62，限制着第三同步带62传动路径，防止高速传动与其它结构件相碰，造成着第三同步带62磨损和影响安全。
在一实施例中，上述的机架21内设有第二空腔，该第一空腔与第二空腔连通。上述的机身传动组件置于该第二空腔内。
一台燃油发动机作为主动力组件11，主动力组件11的输出轴在工作时高速旋转。输出轴将动力一部分传动副动力组件12即发电机，为整个无人机其它用电系统供电，输出轴将动力另一部分传动机身组件，机身组件借助第一传动齿轮25、第二传动齿轮26、第三主动轮61、第三从动轮63以及第三同步带62将动力分别传递至旋翼组件，为左侧旋翼31以及右侧旋翼34的旋转提供升力，只需一台燃油发动机载重量大，理论情况下只要燃料充分，无人机续航时间就会很长，同时具有结构简单、控制简单以及能耗低的优点。
另外，在机身组件和左桨座32、右桨座35设置限位滑轮，随对应的同步带一起转动；防止对应的同步带高速旋转中与左连接杆33以及右连接杆36互相接触，影响安全。采用同步带传动，结构简单，传动效率高，相对于类似于连杆硬性传动，同步带传动柔性好，适用于燃油动力无人机振动等较大环境中。
上述的油电混合动力无人机，通过设置燃油发动机作为主动力组件11，发电机作为从动力组件，利用第一传动组件将主动力组件11的部分动力传递给从动力组件，以满足无人机其他供电所需，利用第二传动组件将主动力组件11的另一部分动力传递至机身组件，再由第三传动组件将机身组件的动力传递至旋翼组件，为旋翼组件的旋转提供动力，实现续航能力强，采用同步带传递方式，结构简单，总耗能低。
在一实施例中，还提供了油电混合动力无人机的工作方法，包括：
通过主动力组件11输出动力后，带动副动力组件12工作以及机身组件工作，机身组件驱动旋翼组件工作。
需要说明的是，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，上述油电混合动力无人机的工作方法的具体实现过程，可以参考前述油电混合动力无人机实施例中的相应描述，为了描述的方便和简洁，在此不再赘述。
上述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。
技术特征：
1.油电混合动力无人机，其特征在于，包括机壳、油电混合动力结构、机身组件以及旋翼组件，所述油电混合动力结构置于所述机壳内，所述油电混合动力结构包括主动力组件以及副动力组件，所述主动力组件通过第一传动组件与所述副动力组件连接，所述主动力组件通过第二传动组件与所述机身组件连接，所述机身组件通过第三传动组件与所述旋翼组件连接；通过所述主动力组件输出动力后，带动所述副动力组件工作以及所述机身组件工作，所述机身组件驱动旋翼组件工作。
2.根据权利要求1所述的油电混合动力无人机，其特征在于，所述第一传动组件包括第一主动轮、第一从动轮以及第一同步带，所述第一主动轮与所述主动力组件连接，所述第一从动轮与所述副动力组件连接，所述主动力组件以及所述副动力组件通过所述第一同步带连接。
3.根据权利要求2所述的油电混合动力无人机，其特征在于，所述机身组件包括机架以及机身传动组件，所述机身传动组件连接于所述机架上，所述机身传动组件包括主动轴、机身主动轮、第一传动齿轮以及第二传动齿轮，所述机身主动轮以及所述第一传动齿轮分别与所述主动轴连接，所述机身主动轮与所述第二传动组件连接，所述第二传动齿轮与所述第一传动齿轮啮合。
4.根据权利要求3所述的油电混合动力无人机，其特征在于，所述第二传动齿轮内插设有从动轴。
5.根据权利要求3或4所述的油电混合动力无人机，其特征在于，所述机身组件还包括张紧弹簧以及张紧轮，所述机架上设有滑槽以及固定杆，所述滑槽内置有滑杆，所述滑杆与所述张紧轮连接，所述滑杆与所述固定杆之间连接有所述张紧弹簧，所述张紧轮与所述第二传动组件抵接。
6.根据权利要求5所述的油电混合动力无人机，其特征在于，所述第二传动组件包括第二主动轮以及第二同步带，所述第二主动轮与所述机身主动轮通过所述第二同步带连接，所述张紧轮与所述第二同步带抵接。
7.根据权利要求4所述的油电混合动力无人机，其特征在于，所述主动轴以及所述从动轴分别通过所述第三传动组件与所述旋翼组件连接。
8.根据权利要求7所述的油电混合动力无人机，其特征在于，所述旋翼组件包括左侧旋翼、左桨座、右侧旋翼、右桨座、左动轴以及右动轴，所述左侧旋翼通过左桨座与所述机架连接，所述右侧旋翼通过右桨座与所述机架连接，所述左侧旋翼与所述左动轴连接，所述右侧旋翼与所述右动轴连接，所述左动轴以及所述右动轴分别与所述第三传动组件连接。
9.根据权利要求8所述的油电混合动力无人机，其特征在于，所述第三传动组件包括第三主动轮、第三从动轮以及第三同步带，所述主动轴以及所述从动轴上分别连接有所述第三主动轮，所述左动轴以及所述右动轴上分别连接有所述第三从动轮，所述第三主动轮与所述从动轮通过第三同步带连接；所述机架上设有限位滑轮组，所述限位滑轮组包括第一限位滑轮以及第二限位滑轮，所述第一限位滑轮以及所述第二限位滑轮置于所述第三同步带的两侧。
10.油电混合动力无人机的工作方法，其特征在于，包括：
通过所述主动力组件输出动力后，带动所述副动力组件工作以及所述机身组件工作，所述机身组件驱动旋翼组件工作。
技术总结
本发明涉及油电混合动力无人机及其工作方法，该无人机包括机壳、油电混合动力结构、机身组件以及旋翼组件，油电混合动力结构置于机壳内，油电混合动力结构包括主动力组件以及副动力组件，主动力组件通过第一传动组件与副动力组件连接，主动力组件通过第二传动组件与机身组件连接，机身组件通过第三传动组件与旋翼组件连接；通过主动力组件输出动力后，带动副动力组件工作以及机身组件工作，机身组件驱动旋翼组件工作。本发明实现续航能力强，采用同步带传递方式，结构简单，总耗能低。
技术研发人员：毛方海;孙桂祥;黄桃丽;孙永劳;高大帅
受保护的技术使用者：深圳市赛为智能股份有限公司
技术研发日：.08.20
技术公布日：.11.15
