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 一种同步带轮式发电机及无人机

 
【申请公布号:CN109067081A;申请权利人:必扬星环(北京)航空科技有限公司;发明设计人:田松;】
 
摘要:
 
本发明提供了一种同步带轮式发电机,涉及航空发动机附属设备技术领域,以解决常规航空发动机发电设备带来的结构重量大、占用空间大、机械效率和可靠性不高、无人机的维修和保养难度大等技术问题,该装置包括涡轮轴发动机、第一带轮、第二带轮及发电机;第一带轮与第二带轮通过皮带连接;第一带轮通过第一连接件与涡轮轴发动机连接;第二带轮通过第二连接件与发电机连接,本发明用于改善现有的航空发电机的重量和占用空间并且维修和保养容易,机械效率和可靠性高。 
 
主权项:
 
1.一种同步带轮式发电机,其特征在于:包括涡轮轴发动机、第一带轮、第二带轮及发电机;所述第一带轮与所述第二带轮通过皮带连接;所述第一带轮通过第一连接件与所述涡轮轴发动机连接;所述第二带轮通过第二连接件与所述发电机连接。 
 
要求:
 
1.一种同步带轮式发电机,其特征在于:包括涡轮轴发动机、第一带轮、第二带轮及发电机;
 
所述第一带轮与所述第二带轮通过皮带连接;
 
所述第一带轮通过第一连接件与所述涡轮轴发动机连接;
 
所述第二带轮通过第二连接件与所述发电机连接。
 
2.根据权利要求1所述的同步带轮式发电机,其特征在于:所述第一连接件为柔性联轴器。
 
3.根据权利要求2所述的同步带轮式发电机,其特征在于:所述柔性联轴器包括依次连接的柔性联轴器输入盘、柔性过渡块和柔性联轴器输出盘;
 
所述柔性联轴器输入盘与所述涡轮轴发动机连接;
 
所述柔性联轴器输出盘与所述第一带轮连接。
 
4.根据权利要求3所述的同步带轮式发电机,其特征在于:
 
所述第一带轮内侧设有对称的凹口;
 
所述柔性联轴器输出盘的外壁设有与所述凹口相配合的对称的凸出结构。
 
5.根据权利要求1所述的同步带轮式发电机,其特征在于:所述皮带为齿形皮带。
 
6.根据权利要求1或5所述的同步带轮式发电机,其特征在于:所述第一带轮与所述第二带轮的外壁均设有均匀分布的皮带齿。
 
7.根据权利要求1所述的同步带轮式发电机,其特征在于:所述涡轮轴发动机的输出轴通过所述第一连接件与减速器的输入轴连接,所述减速器的输入轴穿过所述第一带轮。
 
8.根据权利要求1所述的同步带轮式发电机,其特征在于:所述第二连接件为顶丝结构。
 
9.一种无人机,其特征在于:包括权利要求1-8任一所述的同步带轮式发电机。
 
10.根据权利要求9所述的无人机,包括机身,其特征在于:还包括发电机安装支架,所述发电机的轴穿过所述发电机安装支架连接所述第二带轮,所述发电机通过所述发电机安装支架与所述机身固定连接。
 
一种同步带轮式发电机及无人机
技术领域
 
本发明涉及航空发动机附属设备技术领域,尤其是涉及一种同步带轮式发电机及无人机。
 
背景技术
 
航空发动机包括产生推力或轴功率的主体结构,其一般还带有燃油泵、滑油泵和发电机等若干附属设备。这些附属设备用以辅助发动机及其他机载设备的正常工作。
 
无人机上的用电设备主要依靠电池或发电机供电。这些用电设备所需功率会随无人机的增大而增大。使用电池满足这些用电设备的需求会导致电池体积和重量的显著增加,严重削弱无人机的性能,而且电池储能有限,无法满足无人机长时间续航的需求。
 
现有的常规航空发动机的输出转速较低,为满足发电机输出功率和转化效率需求,需要加装额外的变速传动装置,这会导致无人机动力系统结构重量增大,占用更多机舱内空间,引起机械效率和可靠性下降,增
 
无人机的维修和保养难度。
 
发明内容
 
本发明的目的在于提供一种同步带轮式发电机及无人机,以解决现有技术中存在的常规航空发动机发电设备结构重量大、占用空间大、机械效率、可靠性不高、无人机的维修和保养难度大的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
 
为实现上述目的,本发明提供了以下技术方案:
 
本发明提供的一种同步带轮式发电机,包括涡轮轴发动机、第一带轮、第二带轮及发电机;
 
所述第一带轮与所述第二带轮通过皮带连接;
 
所述第一带轮通过第一连接件与所述涡轮轴发动机连接;
 
所述第二带轮通过第二连接件与所述发电机连接。
 
优选地,所述第一连接件为柔性联轴器。
 
优选地,所述柔性联轴器包括依次连接的柔性联轴器输入盘、柔性过渡块和柔性联轴器输出盘;
 
所述柔性联轴器输入盘与所述涡轮轴发动机连接;
 
所述柔性联轴器输出盘与所述第一带轮连接。
 
优选地,
 
所述第一带轮内侧设有对称的凹口;
 
所述柔性联轴器输出盘的外壁设有与所述凹口相配合的对称的凸出结构。
 
优选地,所述皮带为齿形皮带。
 
优选地,所述第一带轮与所述第二带轮的外壁均设有均匀分布的皮带齿。
 
优选地,所述涡轮轴发动机的输出轴通过所述第一连接件与减速器的输入轴连接,所述减速器的输入轴穿过所述第一带轮。
 
优选地,所述第二连接件为顶丝结构。
 
一种无人机,包括上述的同步带轮式发电机。
 
优选地,包括机身,还包括发电机安装支架,所述发电机的轴穿过所述发电机安装支架连接所述第二带轮,所述发电机通过所述发电机安装支架与所述机身固定连接。
 
本发明提供的同步带轮式发电机,通过皮带与发电机连接,从而有效地缩短了涡轮轴发动机的长度,减小占用空间。第一带轮、第二带轮通过皮带连接,且第一带轮与涡轮轴发动机的主轴、第二带轮与发电机的输入轴分别同心连接,第一带轮、第二带轮不直接接触,从而无需齿轮或轴承等转换结构,能够进一步降低同步带轮式发电机的重量,此同步带轮式发电机重量小、占用空间小,主减速器的输入轴和涡轴发动机的主轴通过皮带传动,从而实现了发电机模块与动力模块独立设计与安装,大大减小了维修与保养难度,且机械效率、可靠性高。
 
附图说明
 
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,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。
 
一种同步带轮式发电机及无人机
图1是本发明同步带轮式发电机一实施例的结构示意图;
 
一种同步带轮式发电机及无人机
图2是本发明同步带轮式发电机一实施例的爆炸图;
 
一种同步带轮式发电机及无人机
图3是图1中第一带轮的结构示意图;
 
一种同步带轮式发电机及无人机
图4是图1中第二带轮的结构示意图;
 
一种同步带轮式发电机及无人机
图5是图2中柔性联轴器输出盘的结构示意图;
 
一种同步带轮式发电机及无人机
图6是图2中柔性联轴器输入盘的结构示意图。
 
图中:1、涡轮轴发动机;2、第一带轮;3、第一连接件;4、第二带轮;5、第二连接件;6、皮带;7、发电机;8、减速器的输入轴;9、发电机安装支架;10、固定键;21、皮带齿;22、凹口;31、柔性联轴器输入盘;32、柔性过渡块;33、柔性联轴器输出盘;311、第一弧形结构;312、弧形过度面;331、凸出结构;332、键槽;333、第二弧形结构。
 
具体实施方式
 
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式,都属于本发明所保护的范围。
 
本发明提供了一种同步带轮式发电机,图1是本实施例同步带轮式发电机的结构示意图,如图1所示,此同步带轮式发电机包括涡轮轴发动机1、第一带轮2、第二带轮4及发电机7;第一带轮2与第二带轮4通过皮带6连接;第一带轮2通过第一连接件3与涡轮轴发动机1连接;第二带轮4通过第二连接件5与发电机7连接。
 
通过设置第一带轮2、第二带轮4通过皮带6连接,且第一带轮2与涡轮轴发动机1的主轴、第二带轮4与发电机7的输入轴分别同心连接,第一带轮2、第二带轮4不直接接触,从而无需齿轮或轴承等转换结构,能够进一步降低本发明同步带轮式发电机的重量,并且通过皮带6与发电机7连接,从而有效地缩短了涡轮轴发动机的长度,减小占用空间。
 
其中,第一带轮2为主皮带轮,第二带轮4为副皮带轮,通过主皮带轮与涡轮轴发动机1输出轴同心安装,副皮带轮与发电机7输入轴同心安装,工作的过程中,涡轮轴发动机1启动,从而带动主皮带轮工作,主皮带轮通过皮带6的传动作用带动副皮带轮运转,从而带动发电机7工作。此同步带轮式发电机重量小、占用空间小,主减速器的输入轴和涡轴发动机1的主轴通过皮带6传动,从而实现了发电机模块与动力模块独立设计与安装,大大减小了维修与保养难度,且机械效率、可靠性高。
 
作为可选地实施方式,第一连接件3为柔性联轴器,采用柔性联轴器,利用弹性形变以补偿两轴相对位移,柔性联轴器能够补偿角向,径向、轴向的偏差,并且能很好的缓和冲击和吸收振动,降低设备的噪音。
 
作为可选地实施方式,具体地,图2是本实施例同步带轮式发电机的爆炸图,如图2所示,柔性联轴器包括依次连接的柔性联轴器输入盘31、柔性过渡块32和柔性联轴器输出盘33,其中,柔性联轴器输入盘31与涡轮轴发动机1连接,柔性联轴器输出盘33与第一带轮2连接,本实施例中,柔性过渡块的外边缘连线为圆形结构,具体地,采用圆柱形结构外均匀分布四个与之相切的圆柱形,组合成一个外边缘连线为圆形结构的花状。
 
图6是本实施例同步带轮式发电机中柔性联轴器输入盘31的结构示意图,如图6所示,柔性联轴器输入盘31的一侧对称设有两个第一弧形结构311,此第一弧形结构311的内侧设有填充柔性过渡块32外切圆柱之间缝隙的弧形过度面312。如图5所示,柔性联轴器输出盘33的一侧也对称设有两个第二弧形结构333,此第二弧形结构333的内侧设有填充柔性过渡块32外切圆柱之间缝隙的弧形过度面,在图中未示出,通过四个弧形结构交叉配合组成一个外轮廓为圆的结构形状,将柔性过渡块32包覆在内,通过设置柔性联轴器输入盘31与柔性联轴器输出盘33间通过柔性过渡块32连接,以保证涡轮轴发动机1的输出轴与减速器的输入轴同心转动。
 
作为可选地实施方式,图3是本实施例同步带轮式发电机中第一带轮的结构示意图,如图3所示,第一带轮2内侧设有对称的凹口22,用于与第一连接件3紧密配合;图5是本实施例同步带轮式发电机中柔性联轴器输出盘的结构示意图,如图5所示,柔性联轴器输出盘33的外壁设有与第一带轮2内侧的凹口22相配合的对称的凸出结构331,凹口22和凸出结构331可以选取任意形状,例如矩形、弧形、S型或其他形状,本实例中,第一带轮2内侧的凹口22为矩形凹口22,柔性联轴器输出盘33的外壁上设置对称的矩形凸出结构331与矩形凹口22的结构相配合,生产加工方便。
 
作为可选地实施方式,如图2所示,皮带6为齿形皮带。其中,图3和图4分别是是本实施例同步带轮式发电机中第一带轮和第二带轮的的结构示意图,如图3和图4所示,第一带轮2与第二带轮4的外壁均设有均匀分布的皮带齿21,齿形皮带6与主皮带轮、副皮带轮通过齿形啮合。靠皮带与主、副皮带轮上的齿相互啮合传动,用于有效地防止皮带在工作的过程中打滑现象的发生,传动平稳,运转噪音低,挠曲性好,散热快,提高使用寿命,减少皮带6的更换频次。
 
作为可选地实施方式,如图2所示,还包括减速器,减速器的输入轴8穿过第一带轮2,并且与涡轮轴发动机1的输出轴通过第一连接件3连接,具体地,通过设置柔性联轴器输出盘33外壁上的矩形凸出结构331,柔性联轴器输出盘内壁开设有键槽332,实现柔性联轴器输出盘33与主减速器的输入轴8和第一带轮即主皮带轮通过固定键10连接固定。
 
设置第一带轮2与减速器的输入轴8通过柔性联轴器输出盘33连接,减速器的输入轴8与涡轮轴发动机1的输出轴通过柔性联轴器连接,本实施例的同步带轮式发电机通过设置发电机7与主减速器的输入轴8和涡轴发动机1的主轴通过皮带6传动,从而实现了发电机模块与动力模块独立设计与安装,大大减小了维修与保养难度,提高使用寿命。
 
作为可选地实施方式,第二连接件5为顶丝结构,通过设置副皮带轮与发电机7的输入轴通过顶丝连接固定,第二连接件也可以根据实际的需要选用为其他连接结构,例如键连接,销连接等。
 
本发明还提供一种无人机,包括上述的同步带轮式发电机,此无人机包括无人机身,还包括发电机安装支架9,发电机7的轴穿过发电机安装支架9连接第二带轮4,发电机7通过发电机安装支架9与机身固定连接,此无人机由于采用上述的同步带轮式发电机,重量小、维修与保养容易,且机械效率、可靠性高。
 
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

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