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。
技术实现要素：
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
图1是根据本发明第一实施例的无人机油电混合动力耦合系统的示意图。
图2是根据本发明第二实施例的无人机油电混合动力耦合系统的示意图。
图3是根据本发明第三实施例的无人机油电混合动力耦合系统的示意图。
图4是根据本发明第四实施例的无人机油电混合动力耦合系统的示意图。
图中标记分别为：1、油动发动机；2、电机；3、螺旋桨；4、轴i；5、轴ii；6、轴iii；7、箱体；8、超越离合器i；9、超越离合器ii；10、齿轮i；11、齿轮ii；12、齿轮iii。
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，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更加详细的描述。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。基于本发明中的实施例，本领域普通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。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
如附图1所示，本发明是一种无人机油电混合动力耦合系统的第一实施例，所述的无人机油电混合动力耦合系统包括：油动发动机1；电机2，所述的电机2和油动发动机1在同侧；螺旋桨3；耦合装置，所述耦合装置设置在螺旋桨和发动机之间。
在本实施例中，所述的耦合装置包括：轴i4；轴ii5；轴iii6；箱体7，所述的轴i4、轴ii5、轴iii6分别安装在箱体7上；超越离合器i8，所述的超越离合器i8与轴i4相连；超越离合器ii9，所述的超越离合器ii9与轴ii5相连；齿轮i10，所述的齿轮i10的内圈与超越离合器i8的外圈配合；齿轮ii11，所述的齿轮ii11的内圈与超越离合器ii9的外圈配合；齿轮iii12，所述的齿轮iii12在齿轮i10和齿轮ii11之间啮合，并同轴iii6相连。
在本实施例中，所述的箱体7安装有三根转动轴，其中轴i4和轴ii5是输入轴，轴i4连接油动发动机1，轴ii5连接电机2；轴iii6是输出轴，与螺旋桨4相连。
在本实施例中，所述的轴i4不转动时，轴ii5可以单独工作；轴ii5不转动时，轴i4可以单独工作；轴i4的转速低于轴ii5通过齿轮iii12传递的转速时，轴i4保持自由转动，不会对轴ii5的工作造成影响；轴ii5的转速低于轴i4通过齿轮iii12传递的转速时，轴ii5保持自由转动，不会对轴i4的工作造成影响。
在本实施例中，所述的轴ii5上所连接电机2反转可以作为油动发动机1的起动电机，带动油动发动机1正常起动。。
图2是根据本发明第二实施例的无人机油电混合动力耦合系统的示意图。第二实施例相比第一实施例，超越离合器ii9不和轴ii5相连，超越离合器ii9和轴iii6相连，同时超越离合器ii9的外圈和齿轮iii6内圈配合。
图3是根据本发明第三实施例的无人机油电混合动力耦合系统的示意图。第三实施例相比第一实施例，没有设置齿轮iii12，齿轮i10和齿轮ii11直接啮合，输出轴轴iii6和输入轴轴轴i4处于同一轴线，超越离合器i8和轴i4相连，超越离合器i8和轴iii6相连，同时超越离合器i8的外圈和轴iii6配合，轴iii6和齿轮i10相连。
图4是根据本发明第四实施例的无人机油电混合动力耦合系统的示意图。第四实施例相比第一实施例，没有设置齿轮iii12，齿轮i10和齿轮ii11直接啮合，输出轴轴iii6和输入轴轴轴ii5处于同一轴线，超越离合器ii9和轴ii5相连，超越离合器ii9和轴ii5相连，同时超越离合器ii9的外圈和轴ii5配合，轴iii6和齿轮ii11相连。
本专利所述动力耦合系统包含但不限于齿轮传动、带轮传动、链轮传动等不同的传动形式，皆在本专利保护范围以内。
综上所述，本发明解决了在无人机油电混合动力耦合系统中，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，同时可以有效提升动力系统效率，大大的简化了混合动力系统的切换和控制，降低耗油率，延长无人机续航时间，增加了动力系统裕度，增强了无人机安全可靠性。。
采用以上方案的有益效果：由于巧妙地采用了两个超越离合器，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，同时避免发动机不稳定、电机不稳定、油动发动机或者电机接入时对整个系统造成的不稳定的问题。结构简单，控制方便，减轻了起飞重量，降低了动力系统耗油率，增加动力系统安全裕度，较好地解决了大型垂直起降无人机重量和功率达不到需求、动力系统效率低、续航时间短、安全可靠性低、现有混合动力系统复杂度高并且安全可靠性低等无法满足现有要求的问题。
以上实施例仅用以进一步详细说明本发明的技术方案，不能认定本发明的具体实施方式只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本发明的保护范围内。