本实用新型涉及飞行器技术领域，具体涉及一种飞行器动力控制系统和飞行器。
背景技术：
现有的飞行器动力系统，尤其是不载人飞行器的动力控制系统都是通过发动机直接驱动发电机发电，从而为飞行器提供电能。具体实现结构可以分为两种，一种是在发动机的输出轴端直接加装磁钢线圈等发电装置；另一种是通过发动机的输出轴直驱或者通过传动结构驱动发电机。其中，不载人飞行器是一种利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人器械。
在实现本实用新型过程中，发明人发现上述结构存在以下缺点：
在飞行器飞行过程中，发电机会持续工作，无法控制发电机工作的通断。由于发电机工作会占用发动机的部分功率，当发动机的可用功率小于飞行器所需功率时，则会影响飞行器的飞行状态，无法完成既定动作目标，甚至可能会导致飞行事故，影响飞行安全。
技术实现要素：
为解决现有技术中无法控制发电机工作的通断，影响飞行器飞行状态的问题，本实用新型提供一种飞行器动力控制系统，通过在发动机和发电机之间接入离合器，由离合器控制发动机的后输出轴与发电机的输入轴之间的接合、断开，进而从机械上控制了发电机工作的通断。在断开的情况下，发电机停止工作，发动机的可用功率会全部提供给飞行器的螺旋桨，保障飞行器的飞行安全。
为实现上述目的，根据本发明实施例的一个方面，提供了一种飞行器动力控制系统。
本发明实施例的一种飞行器动力控制系统，包括：发动机、离合器和发电机；其中，所述发动机包括前输出轴和后输出轴，所述后输出轴与所述离合器的输入端相连，所述离合器的输出端与所述发电机的输入轴相连；通过所述离合器使所述发动机与所述发电机接合或断开，以相应的传递或切断所述发动机向所述发电机输入的动力。
在发动机和发电机之间接入离合器，通过离合器控制发动机的后输出轴与发电机的输入轴之间的接合、断开，进而从机械上控制了发电机工作的通断。在断开的情况下，发电机停止工作，发动机的可用功率会全部提供给飞行器的螺旋桨，保障飞行器的飞行安全。
可选地，当所述发动机输出的转动速度超过设定阈值时，所述离合器由接合状态转变为分离状态，所述发动机与所述发电机断开。
基于发动机的转速来控制离合器的接合和分离，进而控制发动机与发电机的接合和断开，以通过机械方式实现对发动机工作的通断控制，无需额外消耗发动机的功率。
可选地，所述离合器为离心式离合器或者摩擦式离合器。
当发动机的转速为一定数值时，离心式离合器和摩擦式离合器均会相应处于接合状态或者分离状态，故上述两种类型的离合器均可实现对发动机工作的通断控制。
可选地，所述离心式离合器包括：主动件、离心体和从动件，其中，主动件与所述发动机的后输出轴相连，以在所述发动机的驱动下转动；所述离心体滑装于所述主动件上，当所述主动件在所述发动机的驱动下转动，且所述主动件的转动速度达到设定阈值时，所述离心体在离心力的作用下甩出，与所述从动件由接合状态转变为分离状态；所述从动件与所述发电机的输入轴相连。
发动机驱动主动件旋转，在主动件的转动速度达到阈值时，滑装在主动件上的离心体甩出，将离心体与从动件的接合状态改变为分离状态，进而实现了对发动机与发电机的通断控制。
可选地，所述离心体包括：第一至第二离心块和第一至第二弹性件，其中，所述离心式离合器内部沿径向对称设置有所述第一离心块和所述第二离心块，所述第一离心块、所述第一弹性件、所述第二离心块和所述第二弹性件依次首尾相连；当所述主动件的转动速度小于所述阈值时，所述第一离心块和所述第二离心块在所述第一弹性件和所述第二弹性件的拉力作用下，与所述从动件相接合；当所述主动件的转动速度超过所述阈值时，所述第一离心块和所述第二离心块分别沿径向甩出，与所述从动件相分离。
通过两个离心块和两个弹性件构成离心体，使得离心块能够在弹性件的拉力作用下与从动件接合，在离心力的作用下与从动件分离，结构简单，便于工业生产。
可选地，所述主动件包括：第一至第二限位件和壳体，其中，所述壳体上设置有与所述第一离心块相配合的第一限位件，用于限制所述第一离心块的滑动方向和距离；所述壳体上还设置有与所述第二离心块相配合的第二限位件，用于限制所述第二离心块的滑动方向和距离。
通过限位件限制离心块的滑动方向和距离，防止离心块碰撞到壳体，保护离心式离合器的自身安全。
可选地，所述离心体还包括：第一至第二离心块销，所述第一离心块销穿过所述第一离心块，且与所述第一限位件的端面相接触；所述第二离心块销穿过所述第二离心块，且与所述第二限位件的端面相接触；所述第一离心块销、所述第一弹性件、所述第二离心块销和所述第二弹性件依次首尾相连。
通过离心块销连接离心块和弹性件，结构简单，便于实现。
可选地，所述从动件包括：从动齿，其中，所述第一离心块和所述第二离心块上设有与所述从动齿相啮合的轮齿。
通过在离心块上设置与从动齿相啮合的轮齿，增大离心块与从动齿之间的摩擦力，保证将发动机输出的动力由离心块传递给从动齿。基于离心和齿轮啮合的离合器结构，控制发动机的后输出轴与发电机的输入轴之间的接合、断开，无需其他操作结构即可实现对发动机工作的通断控制。
可选地，所述发动机的前输出轴与所述后输出轴为同一根轴。
发动机的前、后输出轴为同一根轴，使得两个输出轴的转速相同，便于而且便于安装。
为实现上述目的，根据本实用新型实施例的另一个方面，提供了一种飞行器。
本实用新型实施例的一种飞行器设置有本实用新型实施例的一种飞行器动力控制系统，其中，所述发动机的前输出轴与所述飞行器的螺旋桨相连。
设置有飞行器动力控制系统的飞行器，通过离合器从机械上控制了发电机工作的通断。在发动机的后输出轴与发电机的输入轴断开的情况下，发电机停止工作，发动机的可用功率会全部提供给飞行器的螺旋桨，保障飞行器的飞行安全。
上述实用新型中的一个实施例具有如下优点或有益效果：通过在发动机和发电机之间接入离合器，由离合器控制发动机的后输出轴与发电机的输入轴之间的接合、断开，进而从机械上控制了发电机工作的通断。在发动机与发电机断开的情况下，发电机停止工作，发动机的可用功率会全部提供给飞行器的螺旋桨，保障飞行器的飞行安全。基于发动机的转速来控制离合器的接合和分离，进而控制发动机与发电机的接合和断开，以通过机械方式实现对发动机工作的通断控制，无需额外消耗发动机的功率。
上述的非惯用的可选方式所具有的进一步效果将在下文中结合具体实施方式加以说明。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的一种飞行器动力控制系统的整体结构示意图；
图2是本实用新型实施例提供的一种飞行器动力控制系统的轴侧视图；
图3是本实用新型实施例提供的一种飞行器动力控制系统的发动机的立体结构示意图；
图4是本实用新型实施例提供的一种飞行器动力控制系统的发动机的俯视图；
图5是本实用新型实施例提供的一种飞行器动力控制系统的离合器的主视图；
图6是本实用新型实施例提供的一种飞行器动力控制系统的离心式离合器的轴侧视图；
图7是本实用新型实施例提供的一种飞行器动力控制系统的离心式离合器的a-a线的剖视图；
图8是本实用新型实施例提供的一种飞行器动力控制系统的离心式离合器的b-b线的剖视图；
图9是本实用新型实施例提供的一种飞行器动力控制系统的发电机的立体结构示意图。
图中，1-发动机；11-前输出轴；12-后输出轴；2-离合器；21-输入端；22-输出端；23-从动齿；24-壳体；201-第一离心块；202-第一限位件；203-第一离心块销；204-第一弹性件；205-第二离心块；206-第二限位件；207-第二离心块销；208-第二弹性件；3-发电机；31-输入轴；4-螺旋桨。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的示范性实施例做出说明，其中包括本实用新型实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本实用新型的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。
图1是本实用新型实施例提供的一种飞行器动力控制系统的整体结构示意图；图2是本实用新型实施例提供的一种飞行器动力控制系统的轴侧视图。
如图1和图2所示，本实用新型实施例提供的一种飞行器动力控制系统，主要包括：发动机1、离合器2和发电机3。离合器2的输入端连接发动机1，输出端连接发电机3。发动机1转动，使离合器2接合或者分离，相应的离合器2传递或者切断发动机1向发电机3输入的动力，实现了对发电机3工作的通断控制。由于飞行器的所需功率越大，发动机1的转速需设置越高，故为了合理利用发动机1的动力，离合器2需在发动机1转速较低时能够接合，以使发电机3发电；在发动机1转速较高时能够分离，以使发电机3停止工作，进而可将发动机1的可用功率全部提供给飞行器，满足飞行器的功率需求。
图3是本实用新型实施例提供的一种飞行器动力控制系统的发动机的立体结构示意图；图4是本实用新型实施例提供的一种飞行器动力控制系统的发动机的俯视图；图5是本实用新型实施例提供的一种飞行器动力控制系统的离合器的主视图；图9是本实用新型实施例提供的一种飞行器动力控制系统的发电机的立体结构示意图。
如图3、图4、图5和图9所示，本实用新型实施例提供的发动机1的输出轴包括前后两部分，分别为前输出轴11和后输出轴12。发动机1的前输出轴11与飞行器的螺旋桨4相连，为飞行器的飞行提供动力。发动机1的后输出轴12与离合器2的输入端21相连，离合器2的输出端22与发电机3的输入轴31相连，通过离合器2的接合与分离，间接控制发电机3的通断。
当发动机1输出的转动速度小于设定阈值时，离合器2处于接合状态，发动机1的后输出轴12通过离合器2与发电机3的输入轴31相接合，由离合器2将发动机1输出的动力传递至发电机3。当发动机1输出的转动速度大于等于设定阈值时，离合器2处于分离状态，发动机1的后输出轴12与发电机3的输入轴31相断开，由离合器2切断发动机1向发电机3输出的动力。实施例中，设定阈值为能够改变离合器2接合和分离状态的转动速度。
在一优选的实施例中，离合器2可以是能够基于发动机1的转速改变其接合、分离状态的任意离合器，比如可以是离心式离合器、摩擦式离合器等。其中，发动机1的转速较低时，离心式离合器保持接合状态，带动发电机3发电，为机载电源充电；发动机1的转速较高时，离心式离合器分离，发电机3停止工作，不再为机载电源充电，发动机1的全部可用功率均用于螺旋桨4，为飞行器提供动力。
如果离合器2采用离心式离合器，则其可以包括主动件、离心体和从动件。其中，主动件与发动机1的后输出轴12相连，以在发动机1的驱动下转动；离心体滑装于主动件上，当主动件在发动机1的驱动下转动，且主动件的转动速度达到设定阈值时，离心体在离心力的作用下甩出，与从动件由接合状态转变为分离状态；从动件与发电机3的输入轴31相连。
实施例中，离心体的一种实现结构包括：在离合器2内部沿径向对称设置的两个离心块，以及两个弹性件，离心块和弹性件间隔设置并首尾相连。当主动件的转动速度小于设定阈值时，两个离心块在两个弹性件的拉力作用下，与从动件相接合；当主动件的转动速度超过设定阈值时，两个离心块分别沿径向甩出，与从动件相分离。
在另一优选的实施例中，离心块可以通过离心块销与弹性件首尾相连。具体可以为，两个离心块上分别穿过一个离心块销，其中一个离心块销的两端分别与两个弹簧的一端相连接，另一个离心块销的两端分别与两个弹簧的另一端相连接。
需要注意的是，如果离合器2采用摩擦式离合器，由于摩擦式离合器的工作原理为当转速高于一定值时，摩擦式离合器会处于接合状态；当转速低于一定值时，摩擦式离合器会处于分离状态，与离心式离合器刚好相反。故可以通过改造摩擦式离合器，使其变成低速接合、高速断开，即可实现对发电机3的通断控制。
下面以离心式离合器为例，对本实用新型实施例中的飞行器动力控制系统进行详细说明。
图6是本实用新型实施例提供的一种飞行器动力控制系统的离心式离合器的轴侧视图(隐藏了端盖)；图7是本实用新型实施例提供的一种飞行器动力控制系统的离心式离合器的a-a线的剖视图；图8是本实用新型实施例提供的一种飞行器动力控制系统的离心式离合器的b-b线的剖视图。
如图6至图8所示，本实用新型实施例的离心式离合器包括第一至第二离心块201、205，第一至第二限位件202、206，第一至第二离心块销203、207，第一至第二弹性件204、208，从动齿23和壳体24。其中，第一至第二离心块201、205、第一至第二弹性件204、208和第一至第二离心块销203、207构成本实施例的离心体；第一至第二限位件202、206和壳体24构成本实施例的主动件；从动齿23即为本实施例的从动件。
本实施例的离心式离合器能够在当发动机的转速较低时，离心块和从动齿啮合，使得发动机的后输出轴和发电机的输入轴接合，发电机持续发电，发动机剩余可用功率通过发电机转化为电能存储起来，可为飞行器提供电能，提高能源利用率。当发动机的转速较高时，离心块和从动齿分离，使得发动机的后输出轴和发电机的输入轴断开，发电机停止工作，发动机可用功率全部提供给飞行器，保障飞行器的飞行安全。具体结构如下：
离心式离合器内部沿径向对称设置有第一离心块201和第二离心块205，第一离心块201和第二离心块205靠近从动齿23的端面分别设置有与从动齿23相啮合的轮齿，以在离心式离合器处于接合状态时，能够带动从动齿23同步转动。
壳体24上设置有与第一离心块201相配合的第一限位件202，以及与第二离心块205相配合的第二限位件206。第一限位件202用于限制第一离心块201的位置，同时使第一离心块201可沿第一限位件202做径向自由运动。第二限位件206用于限制第二离心块205的位置，同时使第二离心块205可沿第二限位件206做径向自由运动。第一限位件202、第二限位件206的形状可自行设置，比如为u型、碗形、槽型等。相应的，第一离心块201和第二离心块205的形状也可以自行设置，但是要能够与第一限位件202、第二限位件206相配合，比如可以为一个相对较厚的方块。
第一离心块销203从第一离心块201中部穿过，且与第一限位件202的上端面相接触，以保证第一离心块201沿第一限位件202限定的方向自由滑动。第二离心块销207从第二离心块205中部穿过，且与第二限位件206的上端面相接触，以保证第二离心块205沿第二限位件206限定的方向自由滑动。
第一离心块销203和第二离心块销207通过第一弹性件204和第二弹性件208首尾相连，形成矩形结构。第一弹性件204和第二弹性件208用于间接控制第一离心块201和第二离心块205的径向位置。实施例中，第一弹性件204和第二弹性件208可为弹簧。
在一可选的实施例中，第一限位件202、第二限位件206可固定连接在壳体24上，或者可与壳体24一体成型。基于上述固定连接或者一体成型设计，可将限位件作为离合器的输入，即将发动机1的后输出轴12与第一限位件202或第二限位件206相连。第一限位件202、第二限位件206与壳体24构成的整体随发动机1转动。
在另一可选的实施例中，将从动齿23作为离心式离合器的输出，通过轴键配合，与发电机3的输入轴31相连。
下面对本实用新型实施例的飞行器动力控制系统的工作原理进行说明。
当发动机1输出的转动速度小于设定阈值时，第一离心块201和第二离心块205在第一弹性件204和第二弹性件208的拉力作用下，向内收拢并通过相应的轮齿与从动齿23相啮合，带动从动齿23同步转动，进而带动发电机3发电。当发动机1输出的转动速度达到设定阈值时，第一弹性件204和第二弹性件208的拉力不足以提供第一离心块201和第二离心块205圆周运动的向心力的情况下，第一离心块201沿第一限位件202做径向运动，第二离心块205沿第二限位件206做径向运动，直至第一离心块201和第二离心块205与从动齿23完全分离，从动齿23停止转动，发电机3停止工作。
根据以上描述可以看出，通过在发动机和发电机之间接入离合器，由离合器控制发动机的后输出轴与发电机的输入轴之间的接合、断开，进而从机械上控制了发电机工作的通断。在发动机与发电机断开的情况下，发电机停止工作，发动机的可用功率会全部提供给飞行器的螺旋桨，保障飞行器的飞行安全。基于发动机的转速来控制离合器的接合和分离，进而控制发动机与发电机的接合和断开，以通过机械方式实现对发动机工作的通断控制，无需额外消耗发动机的功率。
以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型实质内容上所作的任何修改、等同替换和简单改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
技术特征：
1.一种飞行器动力控制系统，其特征在于，包括：发动机(1)、离合器(2)和发电机(3)；其中，
所述发动机(1)包括前输出轴(11)和后输出轴(12)，所述后输出轴(12)与所述离合器(2)的输入端(21)相连，所述离合器(2)的输出端(22)与所述发电机(3)的输入轴(31)相连；
通过所述离合器(2)使所述发动机(1)与所述发电机(3)接合或断开，以相应的传递或切断所述发动机(1)向所述发电机(3)输入的动力。
2.根据权利要求1所述的飞行器动力控制系统，其特征在于，当所述发动机(1)输出的转动速度超过设定阈值时，所述离合器(2)由接合状态转变为分离状态，所述发动机(1)与所述发电机(3)断开。
3.根据权利要求1或2所述的飞行器动力控制系统，其特征在于，所述离合器(2)为离心式离合器或者摩擦式离合器。
4.根据权利要求3所述的飞行器动力控制系统，其特征在于，所述离心式离合器包括：主动件、离心体和从动件，其中，
所述主动件与所述发动机(1)的后输出轴(12)相连，以在所述发动机(1)的驱动下转动；
所述离心体滑装于所述主动件上，当所述主动件在所述发动机(1)的驱动下转动，且所述主动件的转动速度达到设定阈值时，所述离心体在离心力的作用下甩出，与所述从动件由接合状态转变为分离状态；
所述从动件与所述发电机(3)的输入轴(31)相连。
5.根据权利要求4所述的飞行器动力控制系统，其特征在于，所述离心体包括：第一至第二离心块(201、205)和第一至第二弹性件(204、208)，其中，
所述离心式离合器内部沿径向对称设置有所述第一离心块(201)和所述第二离心块(205)，所述第一离心块(201)、所述第一弹性件(204)、所述第二离心块(205)和所述第二弹性件(208)依次首尾相连；
当所述主动件的转动速度小于所述阈值时，所述第一离心块(201)和所述第二离心块(205)在所述第一弹性件(204)和所述第二弹性件(208)的拉力作用下，与所述从动件相接合；
当所述主动件的转动速度超过所述阈值时，所述第一离心块(201)和所述第二离心块(205)分别沿径向甩出，与所述从动件相分离。
6.根据权利要求5所述的飞行器动力控制系统，其特征在于，所述主动件包括：第一至第二限位件(202、206)和壳体(24)，其中，
所述壳体(24)上设置有与所述第一离心块(201)相配合的第一限位件(202)，用于限制所述第一离心块(201)的滑动方向和距离；
所述壳体(24)上还设置有与所述第二离心块(205)相配合的第二限位件(206)，用于限制所述第二离心块(205)的滑动方向和距离。
7.根据权利要求6所述的飞行器动力控制系统，其特征在于，所述离心体还包括：第一至第二离心块销(203、207)，
所述第一离心块销(203)穿过所述第一离心块(201)，且与所述第一限位件(202)的端面相接触；
所述第二离心块销(207)穿过所述第二离心块(205)，且与所述第二限位件(206)的端面相接触；
所述第一离心块销(203)、所述第一弹性件(204)、所述第二离心块销(207)和所述第二弹性件(208)依次首尾相连。
8.根据权利要求5所述的飞行器动力控制系统，其特征在于，所述从动件包括：从动齿(23)，其中，
所述第一离心块(201)和所述第二离心块(205)上设有与所述从动齿(23)相啮合的轮齿。
9.根据权利要求1、2、4至8的任一项所述的飞行器动力控制系统，其特征在于，所述发动机(1)的前输出轴(11)与所述后输出轴(12)为同一根轴。
10.一种飞行器，其特征在于，所述飞行器设置有如权利要求1-9中任一项所述的飞行器动力控制系统，其中，所述发动机(1)的前输出轴(11)与所述飞行器的螺旋桨(4)相连。
技术总结
本实用新型公开了一种飞行器动力控制系统和飞行器，涉及飞行器技术领域。该飞行器动力控制系统的一具体实施方式包括：发动机、离合器和发电机；其中，发动机包括前输出轴和后输出轴，后输出轴与离合器的输入端相连，离合器的输出端与发电机的输入轴相连；通过离合器使发动机与发电机接合或断开，以相应的传递或切断发动机向发电机输入的动力。该实施方式在发动机和发电机之间接入离合器，通过离合器控制发动机的后输出轴与发电机的输入轴之间的接合、断开，进而从机械上控制了发电机工作的通断。在断开的情况下，发电机停止工作，发动机的可用功率会全部提供给飞行器的螺旋桨，保障飞行器的飞行安全。
技术研发人员：滕强;刘城斌;巴航;金猛
受保护的技术使用者：北京京东乾石科技有限公司
技术研发日：.04.28
技术公布日：.02.07
