[发明专利]一种多推进模式的混合动力无人机

权利要求书

1.一种多推进模式的混合动力无人机，其特征在于，所述无人机的组成部分至少包括：机身(6)、机翼(8)、尾撑杆(10)和尾翼(11)，其中机身(6)中安装有ISG电机(1)、电磁离合器(2)、发动机(3)、辅助电机(4)、小螺旋桨(5)、动力电池(7)和主螺旋桨(9)；

机身(6)连接机翼(8)、尾撑杆(10)和尾翼(11)，机翼(8)和尾翼(11)上的扰流板，用于对所述无人机的飞行姿态进行调控；

四个小螺旋桨(5)和辅助电机(4)分布在机翼(8)两侧，主螺旋桨(9)安装在机身(6)尾部；

机身(6)的中段放置发动机(3)、ISG电机(1)和动力电池(7)；

其中，ISG电机(1)的一端，通过电磁离合器(2)的第一离合部分(2-1)与发动机(3)的曲轴输出端进行连接，当第一离合部分(2-1)闭合连接时，ISG电机(1)的转子与发动机(3)的曲轴输出端连接；

ISG电机(1)的另一端，通过电磁离合器(2)的第二离合部分(2-2)与主螺旋桨(9)进行连接，当第二离合部分(2-2)闭合连接时，ISG电机(1)转子与主螺旋桨(9)连接；

动力电池(7)分别与辅助电机(4)和ISG电机(1)连接，动力电池(7)用于为辅助电机(4)提供电能，并驱动小螺旋桨(5)为所述无人机提供动力；

动力电池(7)与ISG电机(1)连接，其中，动力电池(7)为工作状态为电动机时的ISG电机(1)提供电能，或者，动力电池(7)接受工作状态为发电机时的ISG电机(1)发出的电能并存储；

ISG电机(1)在发动机(3)停机时作为启动电机，其中，电磁离合器(2-1)闭合，电磁离合器(2-2)断开，动力电池(7)直接为ISG电机(1)的转子供电，由ISG电机(1)的转子带动发动机(3)的曲轴转动从而启动发动机(3)；

在发动机(3)的单独工作模式下，ISG电机(1)保持空转；

发动机(3)通过ISG电机(1)连接主螺旋桨(9)，并为主螺旋桨(9)传递动力；

在发动机(3)的混动工作模式下，ISG电机(1)与动力电池(7)接通，并和发动机(3)一起为主螺旋桨(9)提供动力；

发动机(3)的启动控制过程包括：

飞控系统判断动力电池(7)能否有足够电能启动发动机(3)；

若是，则向电磁离合器(2-1)输出电磁离合器控制信号1，使电磁离合器(2-1)闭合，并向电磁离合器(2-2)输出电磁离合器控制信号2，使电磁离合器(2-2)断开；

根据所述无人机的飞行高度信号和飞行速度信号，确定发动机(3)启动转速；

根据所述启动转速确定ISG电机(1)的转速，其中，ISG电机(1)的转速与所述启动转速相同；

向动力电池(7)传递电流控制信号，由动力电池(7)为ISG电机(1)提供助力；

所述无人机的在联混合推进模式下的起飞爬升阶段的控制过程包括：

飞控系统确定主螺旋桨(9)的转速(此时主螺旋桨与发动机相连，V1即为发动机转速)和4个小螺旋桨(5)的转速；

通过动力电池(7)为小螺旋桨(5)各自的辅助电机(4)提供电流；

其中，在发动机(3)启动后，ISG电机(1)断电空转，电磁离合器(2-1)和电磁离合器(2-2)通电闭合；此时，发动机(3)的曲轴输出端、ISG电机(1)转子和主螺旋桨(9)相互连接，发动机(3)直接驱动主螺旋桨(9)产生动力；同时，动力电池(7)为机翼(8)上4个辅助电机(4)提供电能，驱动4个小螺旋桨(5)为所述无人机提供动力；

所述无人机的在联混合推进模式下的高空全负荷爬升阶段的控制过程包括：

飞控系统向发动机(3)发送转速控制信号；

并向动力电池(7)发送辅助电机电流控制信号，触发动力电池(7)为ISG电机(1)输出电能；

其中，所述无人机由4个小螺旋桨(5)和主螺旋桨(9)共同提供动力；此时，动力电池(7)为ISG电机(1)提供电能，ISG电机(1)与发动机(3)共同驱动主螺旋桨(9)；

所述无人机的串联发电模式下的控制过程包括：

飞控系统先通过执行发动机(3)的启动控制过程，启动发动机(3)；

连接电磁离合器(2-1)，断开电磁离合器(2-2)；

控制发动机(3)直接驱动ISG电机(1)转子；

通过ISG电机(1)中的整流器，将所产生的交流电转化为直流电，为动力电池(7)充电；

其中，主螺旋桨(9)空载不工作，ISG电机(1)作为发电机为动力电池(7)充电；通过动力电池(7)为小螺旋桨(5)各自的辅助电机(4)提供电流。