CN104743113A - 水动力无人机 - Google Patents

Abstract

水动力无人机，包括碟形机身、驱动装置、供水管、高压水泵、喷水装置，碟形机身内设有的喷水装置与供水管相连通，供水管穿通碟形机身与高压水泵连接，驱动装置与高压水泵连接，并控制高压水泵的供水流速，喷水装置进行喷水，利用水源完成无人机的升降与移动，不损耗能源。

Description

水动力无人机

技术领域

     本发明涉及无人机，具体是一种利用水源进行移动的水动力无人机。

背景技术

随着我国科技建设的发展，无人机的使用也趋向民用化。但目前的无人机大多数是为国防服务，很少涉及民用领域。

水动力无人机是靠水驱动，不存在动力不足和能耗高等问题。在农业上为农田灌溉提供便利，提高农作的产量，减轻农民的劳动负担；在军事上可以作为侦察无人机使用。水动力无人机操作简单、成本低廉、航时久、用途广泛及能耗低等优点，缺点为受水源的控制。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种水动力无人机，利用水源完成无人机的升降与移动，不损耗能源。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是：水动力无人机，包括碟形机身、驱动装置、供水管、高压水泵、喷水装置，碟形机身内设有的喷水装置与供水管相连通，供水管穿通碟形机身与高压水泵连接，驱动装置与高压水泵连接，并控制高压水泵的供水流速，所述的喷水装置包括与供水管连通的多向接头、通过水管与多向接头相连接的多个侧向喷嘴，通过水管与多向接头相连接的多个纵向喷嘴和多个控制喷嘴出水的节流阀组成，多个纵向喷嘴沿碟形机身外壁设置，其出水嘴对准碟形机身外围设置，纵向喷嘴设置在碟形机身底部，其出水嘴对准碟形机身下方设置，喷嘴向外喷水推动碟形机身运动。

本发明所述的节流阀由步进电机控制其打开与关闭。

本发明所述的无人机还包括控制系统，所述的控制系统控制步进电机启动或停止，当步进电机停止工作时，水管上的节流阀将该水管封闭，喷嘴内没有水流高压喷出，碟形机身自动降落。

本发明所述的侧向喷嘴上设有用于调节侧向喷嘴出水方向的调节机构，调节机构由波纹管、喷嘴架、光轴、传动机构和步进电机组成，喷嘴架上连接有与侧向喷嘴连通的波纹管，波纹管的另一端通过水管与多向接头连通，在喷嘴架的尾端设有连接耳，光轴穿过连接耳通过传动机构与步进电机连接，带动喷嘴架摆动。

本发明所述的纵向喷嘴为碟形喷嘴，多个纵向喷嘴均匀分布在碟形机身的底部。

本发明有益效果是：一种以高压喷水为动力的无人驾驶飞机，由碟形机身、驱动装置、复合管、单片机、供水管、供电线、控制线、缆绳、步进电机、节流阀、高压水泵、测向喷嘴、纵向喷嘴组成。复合管包裹供水管、供电线、控制线、缆绳。缆绳可调节无人机的飞行高度和范围。碟形机身采用轻质材料制成，内置步进电机和节流阀，节流阀来开闭水流，步进电机控制侧向喷嘴方向。步进电机和节流阀均由地面单片机控制。地面变频器控制高压水泵达到调节水流流速的目的。当有水动力无人机遇到大风，为保持机身姿态的稳定，可以打开测向喷嘴。测向喷嘴可控制无人机的方向。机身为环形结构，喷嘴环形布置，每个喷嘴方向单独控制，机身下部中心由轴承，绳索系于轴承内侧，可自由旋转。水管与机身接口可以转动，旋转时可扩大喷洒范围。水流为起飞、运动和降落的唯一动力。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的喷水装置的结构示意图；

图3为本发明的侧向喷嘴的结构示意图；

图4为本发明的纵向喷嘴的结构示意图；

图5为本发明的调节机构的结构示意图；

图6为本发明的供水管的剖视图；

图中：1、碟形机身，2、驱动装置，3、供水管，4、高压水泵，5、喷水装置，501、多向接头，502、侧向喷嘴，503、纵向喷嘴，504、节流阀，505、步进电机，6、调节机构，601、波纹管，602、喷嘴架，603、光轴，7、缆绳，8、控制线，9、供电线。

具体实施方式

如图所示，水动力无人机，包括碟形机身1、驱动装置2、供水管3、高压水泵4、喷水装置5，碟形机身1内设有的喷水装置5与供水管3相连通，供水管3穿通碟形机身1底部中心位置后与高压水泵4连接，驱动装置2与高压水泵4连接，并控制高压水泵4的供水流速，根据供水流速，驱动装置2为通过变频器和电磁阀控制水泵电机的装置，喷嘴内的喷水速度也跟着改变，进而对改变碟形机身的推进力，水流大无人机起飞力充足，水流小无人机起飞低，运转速度慢，所述的喷水装置5包括与供水管3连通的多向接头501、通过水管与多向接头501相连接的多个侧向喷嘴502，通过水管与多向接头501相连接的多个纵向喷嘴503和多个控制喷嘴出水的节流阀504组成，多个纵向喷嘴502沿碟形机身1外壁设置，其出水嘴对准碟形机身1外围设置，纵向喷嘴503设置在碟形机身1底部，其出水嘴对准碟形机身1下方设置，喷嘴向外喷水推动碟形机身1运动，多向接头为网状结构接头，其下端连接进水管，其上端的多个接头分别通过水管与各个喷嘴连接，向各个喷嘴进行供水。

所述的节流阀504由步进电机505控制其打开与关闭，节流阀设置水管上，控制各个支路上的节流阀即可关闭当前支路上的水源，步进电机与节流阀的连接，可通过皮带轮进行传动连接，通过步进电机的正转反转控制节流阀的打开与关闭。每一个喷嘴单独对应一个节流阀，每一个节流阀单独对应一个步进电机，实现喷嘴的单独控制。

在供水管外围再套一层保护管，在保护管与供水管之间用于置入缆绳、控制系统的控制线，对各个电器件进行供电的供电线，使各种线路均置于管内，不会淋湿，增长使用寿命。

所述的无人机还包括控制系统，所述的控制系统控制步进电机启动或停止，控制系统由控制线、控制主机、供电线等组成，当需要启动无人机时，通过控制系统控制步进电机转动将节流阀打开，当需要停止无人机时，能过控制系统控制步进电机反转将节流阀关闭，不再使水喷出。

所述的侧向喷嘴502上设有用于调节侧向喷嘴502出水方向的调节机构6，调节机构6由波纹管601、喷嘴架602、光轴603、传动机构和步进电机组成，喷嘴架602上连接有与侧向喷嘴502连通的波纹管601，波纹管601的另一端通过水管与多向接头501连通，在喷嘴架602的尾端设有连接耳，光轴603穿过连接耳通过传动机构与步进电机连接，带动喷嘴架602摆动。

所述的纵向喷嘴503为碟形喷嘴，多个纵向喷嘴503均匀分布在碟形机身1的底部。在起飞时，由向下的喷嘴提供向上的动力，为保持不同高度的动力学稳定性，在起飞时逐步调大变频器的频率，从而提高水泵的压力，增加喷头流速。步进电机控制侧向喷嘴的开度来调整无人机的水平速度，整个起飞过程中水的流速由小变大。在降落时，调节方式基本与起飞过程相反，逐步调小变频器的频率，降低喷头的水流速度。

Claims (5)

1.水动力无人机，其特征在于：包括碟形机身（1）、驱动装置（2）、供水管（3）、高压水泵（4）、喷水装置（5），碟形机身（1）内设有的喷水装置（5）与供水管（3）相连通，供水管（3）穿通碟形机身（1）与高压水泵（4）连接，驱动装置（2）与高压水泵（4）连接，并控制高压水泵（4）的供水流速，所述的喷水装置（5）包括与供水管（3）连通的多向接头（501）、通过水管与多向接头（501）相连接的多个侧向喷嘴（502），通过水管与多向接头（501）相连接的多个纵向喷嘴（503）和多个控制喷嘴出水的节流阀（504）组成，多个纵向喷嘴（502）沿碟形机身（1）外壁设置，其出水嘴对准碟形机身（1）外围设置，纵向喷嘴（503）设置在碟形机身（1）底部，其出水嘴对准碟形机身（1）下方设置，喷嘴向外喷水推动碟形机身（1）运动。

2.如权利要求1所述的水动力无人机，其特征在于：所述的节流阀（504）由步进电机（505）控制其打开与关闭。

3.如权利要求1所述的水动力无人机，其特征在于：所述的无人机还包括控制系统，所述的控制系统控制步进电机启动或停止。

4.如权利要求1所述的水动力无人机，其特征在于：所述的侧向喷嘴（502）上设有用于调节侧向喷嘴（502）出水方向的调节机构（6），调节机构（6）由波纹管（601）、喷嘴架（602）、光轴（603）、传动机构和步进电机组成，喷嘴架（602）上连接有与侧向喷嘴（502）连通的波纹管（601），波纹管（601）的另一端通过水管与多向接头（501）连通，在喷嘴架（602）的尾端设有连接耳，光轴（603）穿过连接耳通过传动机构与步进电机连接，带动喷嘴架（602）摆动。

5.如权利要求1所述的水动力无人机，其特征在于：所述的纵向喷嘴（503）为碟形喷嘴，多个纵向喷嘴（503）均匀分布在碟形机身（1）的底部。