油电混合动力无人机系统

技术领域

本发明涉及无人机成像技术领域，尤其涉及一种油电混合动力无人机系统。

背景技术

无人驾驶飞机简称“无人机”，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，无人机也可由车载计算机完全地或间歇地自主地操作。与有人驾驶飞机相比，无人机往往更适合危险性的任务。无人机按应用领域可分为军用与民用。军用方面，无人机分为侦察机和靶机。民用方面，无人机与行业应用相结合，是无人机真正的刚需。目前在航拍、农业、植保、微型自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检、救灾、影视拍摄、制造浪漫等等领域的应用，大大的拓展了无人机本身的用途。现有技术中的电动无人机受备用电池单元容量影响存在续航时间短、载重小等问题，应用至航拍时，由于航拍设备同样需要备用电池单元供电，会进一步缩短无人机的续航时间。

发明内容

本发明提供一种油电混合动力无人机系统，用以解决现有技术中的电动无人机续航时间短、载重小的问题。

本发明提供一种油电混合动力无人机系统，包括：发动机单元、发电单元、电压转换单元、备用电池单元、动力单元、载荷单元和图传单元；所述发动机单元用于通过燃料获得机械能；所述发电单元获得所述发动机单元的部分机械能并转换为电能；所述电压转换单元连接所述发电单元、备用电池单元和动力单元，所述电压转换单元用于将所述发电单元产生的电压转换为稳定电压；所述备用电池单元用于存储电能；所述动力单元在燃料不足时将电能转换为机械能以及利用机械能为无人机提供动力；所述载荷单元与所述电压转换单元电连接，所述载荷单元用于获得图像信息；所述图传单元用于将所述图像信息回传至地面。

根据本发明提供的一种油电混合动力无人机系统，所述动力单元包括螺旋桨、电机和电调，所述螺旋桨分别与所述发动机单元和所述电机传动连接，所述电调连接所述电压转换单元和所述电机。

根据本发明提供的一种油电混合动力无人机系统，所述发动机单元包括活塞发动机或转子发动机。

根据本发明提供的一种油电混合动力无人机系统，所述载荷单元包括摄像设备和/或激光雷达。

根据本发明提供的一种油电混合动力无人机系统，所述油电混合动力无人机系统还包括外壳和断电保护装置，所述断电保护装置设置在所述外壳上，用于在所述备用电池电量不足时形成防摔支撑。

根据本发明提供的一种油电混合动力无人机系统，所述断电保护装置包括支撑板和控制组件，所述支撑板转动连接于所述外壳，所述支撑板具有贴合在所述外壳的外壁上的第一状态和与所述外壳的外壁形成夹角的第二状态，所述控制组件用于控制所述支撑板在所述第一状态和所述第二状态之间切换。

根据本发明提供的一种油电混合动力无人机系统，所述控制组件包括弹性复位件和定位件，所述弹性复位件连接所述支撑板，向所述支撑板施加由所述第一状态切换至所述第二状态的弹力，所述定位件与所述备用电池单元电连接，所述定位件用于在所述备用电池单元电量充足时使支撑板固定在所述第一状态。

根据本发明提供的一种油电混合动力无人机系统，所述定位件为电磁铁，所述支撑板为弹性铁板，所述备用电池单元电量充足时，所述定位件将所支撑板吸附固定在所述第一状态。

根据本发明提供的一种油电混合动力无人机系统，所述弹性复位件为扭簧。

根据本发明提供的一种油电混合动力无人机系统，所述外壳上设置有隐藏槽，所述支撑板在所述第一状态时位于所述隐藏槽内。

本发明提供的油电混合动力无人机系统，能够利用发动机单元提供的机械能作为飞行动力，能够保证无人机具有较长的续航能力和较强的载重能力。动力单元通过利用备用电池单元存储的电能提供动力，进一步增加无人机的续航时间。同时，在燃料不足时动力单元提供的动力还能起到保护作用，防止无人机突然掉落。载荷单元和图传单元能够利用备用电池单元的电能获取图像并将图像回传至地面，实现航拍功能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，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是本发明提供的油电混合动力无人机系统的连接关系示意图；

图2是本发明提供的油电混合动力无人机系统的仰视图；

图3是本发明提供的油电混合动力无人机系统中的断电保护装置结构示意图。

附图标记：

100、发动机单元； 200、发电机单元； 300、电压转换单元；

400、备用电池单元； 500、动力单元； 600、载荷单元；

700、图传单元； 800、断电保护装置； 810、支撑板；

820、弹性复位件； 830、定位件； 900、外壳；

910、隐藏槽。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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实施例和简化描述，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实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，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实施例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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，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以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

下面结合图1描述本发明实施例的油电混合动力无人机系统，包括：发动机单元100、发电单元200、电压转换单元300、备用电池单元400、动力单元500、载荷单元600和图传单元700；发动机单元100用于通过燃料获得机械能；发电单元200获得发动机单元100的部分机械能并转换为电能；电压转换单元300连接发电单元200、备用电池单元400和动力单元500，电压转换单元300用于将所述发电单元200产生的电压转换为稳定电压；备用电池单元400用于存储电能；动力单元500在燃料不足时将备用电池单元400内的电能转换为机械能以及利用机械能为无人机提供动力；载荷单元600与备用动力单元500电连接，载荷单元600用于获得图像信息；图传单元700连接载荷单元600，用于将图像信息回传至地面。

发动机单元100包括活塞发动机或转子发动机，通过燃烧汽油或航空煤油产生机械运动，为无人机提供飞行动力，同时带动发电单元200运行产生电能，为备用电池单元400提供电能。备用电池单元400能通过发电单元200充电，也可通过外接电源充电，具体可为备用电池设置接线插口，在无人机未进行飞行时，通过充电线连接接线插口为无人机充电。

动力单元500包括螺旋桨、电机和电调，螺旋桨分别与发动机单元100和电机传动连接，发动机单元100或电机运行时能够为螺旋桨提供动力。螺旋桨可设置多个，各螺旋桨与发动机单元100和电机分别对应连接，由发动机或电机单独提供驱动力；同一个螺旋桨也可以同时连接发动机单元100和电机，由发动机单元100和电机轮换提供动能。电调连接备用电池和电机，能够根据控制信号调节电机的转速，实现对电机的控制。

载荷单元600包括摄像设备和/或激光雷达，能够在无人机飞行过程中实现航拍，获得周围环境中的图像信息。载荷单元600与图传单元700信号连接，图传单元700包括无线收发模块，能够通过无线方式将载荷单元600的获得的图像信息回传至地面。

结合图2和图3，在本发明一个实施例中，油电混合动力无人机系统还包括外壳900和断电保护装置800。外壳900为无人机的支撑保护结构，外壳900可形成机身部和动力支撑部，其中机身部内部形成空腔，用于安装备用电池单元400、动力单元500、载荷单元600和图传单元700等。动力支撑部可采用中空的支杆结构，其内部可布置线路，发电单元200、电机和螺旋桨可固定在动力支撑部上。断电保护装置800在外壳900的下侧设置有多个，用于在备用电池单元400电量不足时形成防摔支撑，从而避免无人机在燃料不足无法提供动力和充电，且备用电池单元400的电量耗尽时无人机由高空坠落损毁。

可选的，断电保护装置800包括支撑板810和控制组件，支撑板810转动连接于外壳900，支撑板810的转轴垂直于支撑板810的长度方向。支撑板810具有贴合在外壳900的外壁上的第一状态和与外壳900的外壁形成夹角的第二状态。在第一状态下，支撑板810未起到支撑作用，其与外壳900贴合不会造成飞行阻力，同时能够增加无人机的美观程度。在第二状态下，支撑板810张开，能够在无人机落地时形成支撑，通过弹性变形减小对无人机造成的冲击。控制组件用于控制支撑板810在第一状态和第二状态之间切换。

在本发明一个实施例中，控制组件包括弹性复位件820和定位件830。弹性复位件820可以采用扭簧，弹性复位件820连接支撑板810并具体设置在支撑板810的转轴位置，能够向支撑板810施加由第一状态切换至第二状态的弹力，定位件830与备用电池单元400电连接，定位件830用于在备用电池单元400电量充足时使支撑板810固定在第一状态。由此，在定位件830未限制支撑板810时，支撑板810在弹性复位件820的弹性作用下自动切换至第二状态。需要说明的是，由于无人机掉落时受重心影响，其下侧始终位于最下方，因而设置在外壳900下侧的支撑板810处于第二状态时能够实现防护。

进一步的，定位件830为电磁铁，支撑板810为弹性铁板，备用电池单元400电量充足时，能够为电磁铁提供电能，电磁铁作用于支撑板810，使支撑板810克服弹性复位件820的弹力维持在第一状态。当备用电池单元400的电量不足时，电磁铁无法为支撑板810提供足够的吸力，支撑板810可在弹性复位件820的作用下切换至第二状态。通过电磁吸力维持第一状态，并通过弹力使支撑板810切换至第二状态，能够在供电不足时迅速响应，达到更好的放摔坏效果。

在本发明一个实施例中，外壳900上设置有隐藏槽910，支撑板810在第一状态时位于隐藏槽910内，能够保证无人机的表面平整度，同时提高美观程度。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。