一种油电混合动力无人机电启动装置的制作方法

[0001]
本实用新型涉及油电混合动力无人机技术领域，尤其涉及一种油电混合动力无人机电启动装置。


背景技术：

[0002]
目前，多旋翼无人机因为具有结构简单，操控灵活，能够垂直起降，轻松实现悬停、盘旋、绕飞等飞行动作，而受到广泛的欢迎。但是，由于大多数多旋翼无人机采用纯电驱动，受电池容量、功率和电池自身重量的限制，仅只能作为消费级产品应用。而在工业级应用领域，需要旋翼无人机具备大载荷，长续航，高可靠性等特征。为了满足旋翼无人机工业应用的需要，动力系统是研究的重点领域。
[0003]
在采用燃油发动机带动发电机发电，通过电力传动为无人机的旋翼提供动力的油电混合动力无人机系统中，为了保证能够实现发动机的电启动，特别是为了保证无人机在发生空中停车故障时，能够实现发动机的重启，现有技术中采用甩块式离合器来联接启动电机和发动机，即由启动电机来驱动甩块式离合器，甩块式离合器的甩块在离心力的作用下与罩杯紧密结合，通过接触面所产生的滑动摩擦力带动罩杯同步转动，将动力输出至发动机，实现发动机的启动。然而，这种方案存在稳定性、可靠性不够高，存在甩块断裂等问题，而且，动力的输出不稳定，需要定期更换甩块和罩杯，使用寿命短等问题。


技术实现要素：

[0004]
本实用新型要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本实用新型提供一种既能有效实现电启动，有能在启动完成后，自动实现发动机与启动电机之间的解耦，延长启动电机使用寿命的油电混合动力无人机电启动装置。
[0005]
为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：一种油电混合动力无人机电启动装置，包括启动电机、棘轮、棘爪、棘爪座；
[0006]
所述启动电机用于驱动所述棘轮转动；
[0007]
所述棘爪通过销轴安装在所述棘爪座上，并且所述棘爪可以绕所述销轴转动；
[0008]
所述棘爪设置在所述棘轮的周围；所述棘爪上设置有复位件，所述复位件用于使得所述棘爪与所述棘轮保持在耦合状态；
[0009]
所述棘爪座还用于将动输出至发动机。
[0010]
进一步地，所述销轴位于所述棘爪的一端，所述棘爪的耦合面位于另一端；
[0011]
所述棘爪可在离心力作用下绕所述销轴转动，使得所述棘爪与所述棘轮处于解耦状态。
[0012]
进一步地，所述棘爪和所述棘轮的耦合面上具有成对的设置有限位体。
[0013]
进一步地，所述棘爪成对且对称的设置在所述棘轮的周围。
[0014]
进一步地，所述棘爪座上设置有围板；所述棘爪、棘轮位于所述围板所围成的空腔内。
[0015]
进一步地，所述启动电机与所述棘轮之间还设置有减速齿轮组。
[0016]
与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
[0017]
1、本实用新型的电启动装置将启动电机所输出的动力依次通过棘轮、棘爪、棘爪座传输到发动机，来实现发动机的电启动，在发动机启动后，通过棘轮、棘爪的单向传动特性，将发动机与启动电机解耦，以实现发动机的独立运行，排除发动机对启动电机的影响，延长启动电机的使用寿命。
[0018]
2、本实用新型的电启动装置中，在发动机启动后，棘爪受离心力的作用，棘爪可自动与棘轮完全解耦，棘轮与棘爪之间完全脱离，保证发动机运行平稳，也不会产生异响。
[0019]
3、本实用新型的电启动装置，棘轮和棘爪的耦合面上具有成对的设置有限位体，可以保证在电启动过程中，棘爪与棘轮之间稳定耦合，保证启动过程的稳定。
附图说明
[0020]
图1为本实用新型具体实施例的前视图及aa剖面视图，(a)图为前视图，(b)为aa 剖面图。
[0021]
图2为本实用新型具体实施例的后视图及bb剖面视图，(a)图为后视图，(b)为bb剖面图。
[0022]
图3为本实用新型具体实施例的侧视图及cc剖面视图，(a)图为侧视图，(b)为cc剖面图。
[0023]
图4为本实用新型具体实施例的侧视图及dd剖面视图(省略了后盖)，(a)图为侧视图， (b)为dd剖面图。
[0024]
图5为本实用新型具体实施例的立体视图(省略了后盖及第三齿轮)。
[0025]
图6为本实用新型具体实施例的棘轮和棘爪示意图。
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图例说明：1、启动电机；2、棘轮；3、棘爪；31、销轴；4、棘爪座；41、围板；5、减速齿轮组；51、第一齿轮；52、第二齿轮；53、第三齿轮；6、动力输出轴。
具体实施方式
[0027]
以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本实用新型作进一步描述，但并不因此而限制本实用新型的保护范围。
[0028]
如图1至图5所示，本实施例的油电混合动力无人机电启动装置：包括启动电机1、棘轮2、棘爪3、棘爪座4；启动电机1用于驱动棘轮2转动；棘爪3通过销轴31安装在棘爪座4上，并且棘爪3可以绕销轴31转动；棘爪3设置在棘轮2的周围；棘爪3上设置有复位件，复位件用于使得棘爪3与棘轮2保持在耦合状态；棘爪座4还用于将动输出至发动机。在本实施例中，油电混合动力无人机电启动装置依次通过棘轮2、棘爪3、棘爪座4来实现启动电机1到发动机之间的动力传动，在电启动过程中，启动电机1输出的动力传动到棘轮2，带动棘轮2转动；在启动过程中，由于棘爪3设置在棘爪座4上，而棘爪3与棘轮2啮合，棘轮2通过棘爪3驱动棘爪座4转动，通过将棘爪座4与发动机的启动轴连接，则可以通过启动电机1来启动发动机。如图3和图4所示，由于棘轮2与棘爪3之间的单向传动特性，只有棘轮2逆时钟转动时，棘轮2才能将启动电机1输出的动力通过棘爪3传动到棘爪座4。由于棘爪座4通过动力输出轴6与发动机的启动轴连接，当发动机启动后，棘爪座4还会在发动机的动力驱动下运动，当棘
爪座4在发动机驱动下的转动速度大于棘轮2的转速时，即棘爪座4相对于棘轮2逆时钟转动时，棘爪座4不能通过棘爪3将动力传输到棘轮2，因此，可以隔断发动机向启动电机1的动力传动，保护启动电机1，延长启动电机1的使用寿命。
[0029]
在本实施例中，销轴31位于棘爪3的一端，棘爪3的耦合面位于另一端；棘爪3可在离心力作用下绕销轴31转动，使得棘爪3与棘轮2处于解耦状态。如图3和图4所示，在启动过程中，由于动力是由棘轮2通过棘爪3传输至棘爪座4，棘轮2与棘爪3的耦合面会紧密接触，耦合面存在滑动摩擦力，因此，虽然在启动过程中，棘爪3受到离心力的作用，但只要所受到的离心力小于滑动摩擦力，棘爪3并不会脱出，可以实现稳定的动力传输。而当发动启动后，棘爪座4在发动机的驱动下转动，耦合面的滑动摩擦力将减小，特别是当棘爪座4的转动速度大于等于棘轮2的转动速度时，即棘爪座4相对于棘轮2逆时钟转动时，滑动摩擦力将减为0，棘爪3在离心力的作用下，棘爪3将会绕销轴31转支，棘爪3的耦合面一端将会向外移动，则棘爪3与棘轮2之间完全断开，从而保证在发动机启动后，棘轮2与棘爪3之间完全脱离，保证发动机运行平稳，也不会产生异响。
[0030]
在本实施例中，棘爪3和棘轮2的耦合面上具有成对的设置有限位体。如前所记载，虽然棘轮2与棘爪3之间的耦合面存在滑动摩擦力，但当发动机的启动需要较高的转速时，仍然可能存在棘爪3所受到的离心力大于所受支的摩擦力，使得棘爪3飞出，存在无法完成正常的启动的风险。因此，本实施例优选在棘轮2与棘爪3之间的耦合面好设置限位体，以阻止在启动过程中棘爪3受到离心力作用而飞出。限位体的具体结构形式可以为多种，优选如图6中(a)和(b)所示的两种情形，图6中(a)中所示为棘轮2的耦合面有一向内的凹陷，棘爪3的耦合面有一向外的凸起。当然，棘轮2的耦合面为也可以是如图6中(b)中所示，为一向内凹陷的斜面，棘爪3的耦合面则是相应的向外凸出的斜面(图6中(b)未示出)。
[0031]
在本实施例中，棘爪3成对且对称的设置在棘轮2的周围。棘爪座4上设置有围板41；棘爪3、棘轮2位于围板41所围成的空腔内。棘爪3成对且对称设置在棘轮2的周围，能够保证棘轮2向棘爪3的动力传输平衡，保证系统的稳定。在棘爪座4上设置围板41，将棘爪 3、棘轮2设置在围板41所围成的空腔内，可以对棘轮2、棘爪3提供更好的保证，保证运行的稳定性，并提高使用寿命。
[0032]
在本实施例中，启动电机1与棘轮2之间还设置有减速齿轮组5。如图3和图4中所示，减速齿轮组5包括第一齿轮51、第二齿轮52和第三齿轮53。第一齿轮51与启动电机1的输出齿轮啮合。第一齿轮51和第二齿轮52为同轴设置，同步转动。第三齿轮53安装在棘轮2 上，与棘轮2同步转动。通过合理的设置三个齿轮的大小，即可以实现适当比例的减速。从而不需要较大功率的启动电机1，就能够实现发动机的电启动。
[0033]
上述只是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何形式上的限制。虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本实用新型技术方案保护的范围内。