[发明专利]一种基于共轴双旋翼飞行器的驱动系统

说明书

本发明公开了一种基于共轴双旋翼飞行器的驱动系统，包括：供电单元、无刷双机电端口电机和两副旋翼；所述供电单元与无刷双机电端口电机的两个电端口连接；所述两副旋翼分别与无刷双机电端口电机的两个机械端口一一对应连接；所述供电单元为无刷双机电端口电机提供电能；本发明采用无刷双机电端口电机驱动两副旋翼产生升力并维持其平衡，无机械接触，相比于，传统共轴双旋翼飞行器的驱动系统需采用机械传动机构使两副旋翼转向相反，本发明的结构更加简单。同时，对两副旋翼的控制从机械控制转化为电气控制，使得整个驱动系统的可靠性增强。

技术领域

本发明属于飞行器技术领域，更具体地，涉及一种基于共轴双旋翼飞行器的驱动系统。

背景技术

近年来，高分子材料学、空气动力学、理论力学和控制理论等基础学科的快速发展为共轴双旋翼飞行器的发展及应用提供了有利的条件。以直升机为例，双旋翼直升机有两种，一种是共轴双旋翼，即两个旋翼同一个轴心，另一种是分轴双旋翼，即两个旋翼分开比较远，各有各自的轴。双旋翼直升机根据两根旋翼轴的相对位置又可分为纵列双旋翼直升机和横列双旋翼直升机以及横列交叉双旋翼直升机。

共轴双旋翼直升机的基本特征是具有绕同一理论轴线一正一反旋转的上下两副旋翼，由于转向相反，两副旋翼产生的扭矩在航向不变的飞行状态下相互平衡。相比于分轴双旋翼而言，共轴双旋翼直升机具有结构紧凑，外形尺寸小，整体升力系统效率高，飞行稳定性好等优点。

现有的直升机驱动系统中，由于需要布置上下两副转向相反的旋翼以实现扭矩的平衡，发动机的同一动力输出轴要经过复杂的齿轮换向装置以驱动两副旋翼，结构复杂，可靠性低，齿轮箱也存在润滑与保养的问题。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于共轴双旋翼飞行器的驱动系统，旨在解决现有驱动系统为实现两副旋翼的转向相反需采用齿轮换向装置而导致结构复杂的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于共轴双旋翼飞行器的驱动系统，包括：供电单元、无刷双机电端口电机和两副旋翼；

所述供电单元与无刷双机电端口电机的两个电端口连接；所述两副旋翼分别与无刷双机电端口电机的两个机械端口一一对应连接；

所述供电单元为无刷双机电端口电机提供电能；所述无刷双机电端口电机用于驱动两副旋翼产生升力，并维持其平衡。

优选地，所述两副旋翼分别通过内轴、外轴与无刷双机电端口电机的两个机械端口连接。

优选地，所述基于共轴双旋翼飞行器的驱动系统还包括：变流器，位于供电单元与无刷双机电端口电机之间，用于将供电单元传输的电能进行转换，以驱动无刷双机电端口电机运行。

优选地，所述供电单元为储能电池

优选地，所述供电单元包括发动机和发电机组合。

优选地，所述无刷双机电端口电机包括定子、中间转子和内转子，三者同轴套设；所述中间转子为第一机械端口，所述内转子为第二机械端口；

所述定子为齿槽结构，主齿和辅齿上分别饶有第一绕组和第二绕组；所述第一绕组和第二绕组分别作为第一电端口和第二端口；

优选地，所述内转子表面设置有周向分布的磁钢；中间转子包括导磁铁心和磁钢，所述导磁铁心和磁钢周向交替分布。

优选地，所述定子槽口放置有海尔贝克磁钢阵列；内转子表面设置有周向分布的磁钢；中间转子为周向分布的导磁铁心。

优选地，所述定子槽口放置有海尔贝克磁钢阵列；内转子表面设置有周向分布的磁钢；中间转子为不均匀分布的导磁铁心。

优选地，所述内转子表面设置有周向分布宽度不等的磁钢；中间转子为均匀分布的导磁铁心。