一种无人机用发动机启动装置及无人机动力装置的制作方法

1.本发明涉及无人机领域，尤其涉及一种无人机用发动机启动装置及无人机动力装置。


背景技术：

2.现有的无人机用活塞发动机的启动装置大多采用启动电机带动机械机构间接驱动发动机启动，该种方式连接件较多，传动效率较低，且传动机构大多外露，在长时间工作后，由于磨损、异物等造成启动装置发生故障甚至失灵，严重影响发动机可靠性，由于传动机构复杂，涉及的零件部件较多，维护性较差且出现问题后排查原因较难。


技术实现要素：

3.本发明的一个目的在于提供一种无人机用发动机启动装置，用以解决现有技术中的无人机用发动机启动装置采用电机带动机械机构间接驱动发动机存在的可靠性差，传动效率低的技术问题。
4.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种无人机用发动机启动装置，所述无人机用发动机启动装置包括：
5.电机，所述电机的电机动力输出轴与发动机主轴相连接；
6.连接架，所述连接架固定于发动机壳体上；
7.保持架一体式底板，所述保持架一体式底板一端与所述连接架连接，且所述保持架一体式底板通过轴承装置配合于所述电机动力输出轴的外部；
8.定子，所述定子环绕设置于所述保持架一体式底板的外表面；
9.外转子壳体组件，所述外转子壳体组件环绕设置于所述定子的外部，且所述外转子壳体组件的一端固定于所述保持架一体式底板上；
10.当发动机启动装置工作时，所述发动机启动装置直接驱动发动机主轴旋转。
11.在一个实施例中，所述电机动力输出轴与所述发动机主轴采用一体式结构。
12.在一个实施例中，所述无人机用发动机启动装置还包括测速部，所述测速部用于测量所述发动机主轴的旋转速度，且所述测速部与发动机启动装置电性连接，所述测速部根据测量值控制发动机启动装置工作。
13.在一个实施例中，所述测速部包括：
14.红外感应器，所述红外感应器固定于所述外转子壳体组件上；
15.红外反射区，所述红外反射区设置于所述发动机主轴上，所述红外感应器与所述红外反射区配合使用，当所述发动机主轴转动到特定角度时，所述红外感应器恰能检测到所述红外反射区。
16.在一个实施例中，所述电机还包括：
17.连接架，所述连接架固定于发动机壳体上；
18.保持架一体式底板，所述保持架一体式底板一端与所述连接架连接，且所述保持
架一体式底板通过轴承装置配合于所述电机动力输出轴的外部；
19.定子，所述定子环绕设置于所述保持架一体式底板的外表面；
20.外转子壳体组件，所述外转子壳体组件环绕设置于所述定子的外部，且所述外转子壳体组件的一端固定于所述保持架一体式底板上。
21.在一个实施例中，所述保持架一体式底板、所述外转子壳体组件、以及所述连接架均采用复合材料制成。
22.本发明的另一个目的在于提供一种无人机动力装置，包括上述任意一项实施例中所述的发动机启动装置，所述无人机动力装置包括：
23.发动机本体；
24.发动机安装座，所述发动机安装座设置于所述发动机本体的底部，所述发动机安装座用于将所述发动机本体固定至无人机上；
25.空气螺旋桨，所述空气螺旋桨设置于所述发动机本体的主轴端部；
26.发动机启动装置，所述发动机启动装置设置于所述发动机本体的主轴上。
27.在一个实施例中，所述无人机动力装置还包括发动机减震垫，所述发动机减震垫设置于所述发动机安装座与无人机相配合的面上。
28.在一个实施例中，还包括感应控制部，所述感应控制部设置于所述发动机启动装置上，所述感应控制部用于监测所述空气螺旋桨的转动速度，当所述空气螺旋桨在非人为控制的情况下出现大幅降低时，所述感应控制部控制使所述发动机启动装置工作。
29.本发明实施例中上述的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
30.本发明实施例提供的无人机用发动机启动装置，通过采用外转子电机直接驱动发动机主轴的方式带动螺旋桨旋转启动，在发动机达到额定转速启动后，通过断电保证外转子旋转过程中，电机不会产生阻力，相比于现有采用机械机构间接驱动发动机启动，采用直接驱动的方式可以免除中间传动装置，提高传动效率的同时提高发动机启动装置的可靠性，综上所述，本发明实施例提供的无人机用发动机启动装置具有传动效率高、结构简单、可靠性高、重量轻、且易于维护的优点。
附图说明
31.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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。
32.图1为本发明实施例提供的无人机用发动机启动装置的结构示意图；
33.图2为本发明实施例提供的测速部的结构示意图；
34.图3为本发明实施例提供的无人机动力装置的结构示意图。
35.其中，各个附图标记如下：
36.1、无人机用发动机启动装置；2、发动机本体；3、发动机安装座；4、空气螺旋桨；5、发动机减震垫；11、电机动力输出轴；12、连接架；13、保持架一体式底板；14、定子；15、外转子壳体组件；16、轴承；17、测速部；21、发动机主轴；171、红外感应器；172、红外反射区。
具体实施方式
37.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
38.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“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。
39.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。
40.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，可以是固定连接，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。
41.请参阅图1，本技术实施例提供了一种无人机用发动机启动装置1，包括电机动力输出轴11、连接架12、保持架一体式底板13、定子14、外转子壳体组件15。电机动力输出轴11与发动机主轴21相连接，二者的轴线重合。连接架 12固定于发动机壳体上，连接架12用于将发动机启动装置固定到发动机上。保持架一体式底板13一端与连接架12连接，且保持架一体式底板13通过轴承 16装置配合于电机动力输出轴11的外部。定子14环绕设置于保持架一体式底板13的外表面。外转子壳体组件15环绕设置于定子14的外部，且外转子壳体组件15的一端固定于保持架一体式底板13上。当发动机启动装置工作时，发动机启动装置直接驱动发动机主轴21旋转。当无人机用发动机启动装置1通电时，电机动力输出轴11开始转动并驱动与之相连接的发动机主轴21，使得发动机主轴21随之转动，实现启动无人机发动机的启动。
42.与传统采用电机间接驱动发动机主轴21进行启动的方式相比，本实施例提供的无人机用发动机启动装置1无其他多余的传动机构，使得整体结构更加紧凑，质量更轻。并且由于发动机启动装置的动力输出轴直接与发动机主轴21 连接，直接驱动发动机主轴21，故而使得发动机启动装置产生的动力可以最大限度的传递至发动机主轴21上，传动过程中无其他传动装置对能量的损耗，故而使得传动效率更高。并且由于本实施例提供的无人机用发动机启动装置1的动力输出轴(电机动力输出轴11)与发动机主轴21之间相连，不存在传统间接驱动方式中因传动装置外露腐蚀生锈等导致传动装置失效的现象，进而使得无人机用发动机启动装置1的稳定性更高。
43.在一个实施例中，电机动力输出轴11与发动机主轴21采用一体式结构，此时可将电机动力输出轴11与发动机主轴21看作为同一轴。通过将电机动力输出轴11与发动机主轴21设置成一体式结构，使得电机动力输出轴11与发动机主轴21之间无需其他结构进行连
接，最大限度提高传动效率的同时，提高无人机用发动机启动装置1功能的稳定性。
44.在一个实施例中，无人机用发动机启动装置1还包括测速部17，测速部17 用于测量发动机主轴21的旋转速度，且测速部17与发动机启动装置电性连接，测速部17根据测量值控制发动机启动装置工作。通过在发动机启动装置上设置测速部17，当发动机启动装置驱动发动机主轴21旋转时，测速部17检测发动机主轴21旋转速度达到预定速度时，检测部控制使发动机启动装置内的电机断电，实现自动停止发动机启动装置运转，使得发动机启动装置内的电机不会阻碍发动机主轴21高速旋转。
45.请参阅图2，在一个实施例中，测速部17包括红外感应器171、红外反射区172。红外感应器171固定于外转子壳体组件15上。红外反射区172设置于发动机主轴21上，红外感应器171与红外反射区172配合使用，当发动机主轴 21转动到特定角度时，红外感应器171恰能检测到红外反射区172，即发动机主轴21每旋转一周，红外感应器171可接收到一次反射信号，红外感应器171 通过记录在单位时间内接收到的反射信号次数计算出单位时间内发动机主轴 21转动圈数，进而得出发动机主轴21的转速。
46.在一个实施例中，保持架一体式底板13、外转子壳体组件15、以及连接架 12均采用复合材料制成。通过采用复合材料制做保持架一体式底板13、外转子壳体组件15、以及连接架12均，使得发动机启动装置在满足足够的强度要求的同时，大幅降低自身重量，进而减轻无人机的整机重量，提高无人机的飞行载荷能力。
47.请参阅图3，本发明的另一个目的在于提供一种无人机动力装置，包括上述任意一项实施例中的发动机启动装置，无人机动力装置包括发动机本体2、发动机安装座3、空气螺旋桨4、发动机启动装置。发动机安装座3设置于发动机本体2的底部，发动机安装座3用于将发动机本体2固定至无人机上。空气螺旋桨4设置于发动机本体2的主轴端部。发动机启动装置设置于发动机本体 2的主轴上。优选地，无人机动力装置还包括发动机减震垫5，发动机减震垫5 设置于发动机安装座3与无人机相配合的面上，发动机减震垫5可大幅降低发动机振动给予无人机飞行的影响。
48.在一个实施例中，还包括感应控制部，感应控制部设置于发动机启动装置上，感应控制部用于监测空气螺旋桨4的转动速度，当空气螺旋桨4在非人为控制的情况下出现大幅降低时，感应控制部控制使发动机启动装置工作，其中，感应控制部可采用与测速部17相类似的结构。当无人机的发动机出现故障导致发动机无法给予空气螺旋桨4足够的旋动动力维持无人机飞行时，此时发动机主轴21的转速下降，当发动机主轴21的转速降至预警值(具体大小可以根据使用情况进行设定)时，感应控制部控制通过监测并发现发动机主轴21转速过低，判断出无人机的发动机处于异常状态。此时，感应控制部控制使发动机启动装置开始工作，短时间内位置发动机主轴21以及空气螺旋桨4的转动，避免无人机因发动机故障而坠机。而由于本发明提供的发动机启动装置采用与发动机主轴21直接相连的方式，进而使得发动机启动装置产生的转动动力几乎可完全传递至发动机主轴21与空气螺旋桨4(此时传统采用间接驱动的发动机启动装置由于传动效率低的原因则无法维持无人机的飞行)，进而使得无人机在发动机启动装置的维持下可进行相对平稳的降落，进而提高无人机的飞行安全。
49.以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。