CN104816821A - 水陆空三栖多旋翼飞行器 - Google Patents

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本发明提供了一种水陆空三栖多旋翼飞行器，包括机身、悬臂、旋翼部和尾轮部；其中，所述悬臂的一端连接所述机身，所述旋翼部和所述尾轮部设置在所述悬臂另一端的端部；所述旋翼部设置在所述悬臂的上侧；所述尾轮部设置在所述悬臂的下侧；所述悬臂的数量为多个；所述旋翼部和所述尾轮部的数量与所述悬臂的数量一一对应；多个所述悬臂以所述机身的中心呈中心对称分布，以所述机身的轴线呈轴对称分布或沿所述机身的周向均匀分布。本发明通过组合旋翼部和尾轮部，从而能够实现空中飞行、地面滑行和水上滑行三种不同运动方式。

Description

水陆空三栖多旋翼飞行器
技术领域
本发明涉及飞行器，具体地，涉及一种水陆空三栖多旋翼飞行器。
背景技术
四旋翼飞行器是一种最为常见的多旋翼飞行器，它是在同一平面上安装四个倾角固定的旋翼，与传统的单旋翼直升机相比，四旋翼飞行器可以采用更小的旋翼，从而使飞行变得更加安全，并且四个旋翼产生的推力较单个旋翼产生的推力能更好的实现飞行器的静态盘旋。
传统的四旋翼飞行器通过改变四个旋翼的转速大小产生飞行器飞行所需的升力和扭矩来实现稳定盘旋和精确飞行。但受限于结构，传统的四旋翼飞行器只能完成在空中的盘旋飞行，降落后由于结构原因无法继续在地面完成滑行，因而在地面上的行动能力受到很大制约。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种水陆空三栖多旋翼飞行器。
根据本发明一个方面提供的水陆空三栖多旋翼飞行器，包括机身、悬臂、旋翼部和尾轮部；
其中，所述悬臂的一端连接所述机身，所述旋翼部和所述尾轮部设置在所述悬臂另一端的端部；所述旋翼部设置在所述悬臂的上侧；所述尾轮部设置在所述悬臂的下侧；
所述悬臂的数量为多个；所述旋翼部和所述尾轮部的数量与所述悬臂的数量一一对应；多个所述悬臂以所述机身的中心呈中心对称分布，以所述机身的轴线呈轴对称分布或沿所述机身的周向均匀分布。
优选地，所述悬臂的数量为四个；
四个所述悬臂以所述机身的轴线呈轴对称分布；
四个所述悬臂呈X形分布。
优选地，所述旋翼部包括螺旋桨、第一电机和尾翼；
其中，所述第一电机设置在所述尾翼内侧；所述第一电机用于驱动所述螺旋桨转动；所述尾翼连接所述悬臂；
所述第一电机采用步进电机。
优选地，所述尾轮部包括尾轮、第二电机和第三电机；
所述第三电机用于驱动所述尾轮转动；所述第二电机用于驱动所述尾轮在水平方向上旋转以改变运动方向。
优选地，所述第二电机设置在所述尾翼内侧，所述第一电机和所述第二电机同轴相对放置。
优选地，相邻旋翼部的螺旋桨的旋转方向两两相反。
优选地，所述悬臂的另一端末端设置有电机座；所述第一电机设置在所述电机座上；
所述悬臂的末端设置有固定轴，所述电机座通过轴承连接所述固定轴上。
优选地，所述机身采用碳纤维材料制成。
优选地，所述尾轮包括轮体、尾轮轴和螺旋桨叶片；
所述螺旋桨叶片设置在所述轮体和所述尾轮轴之间；所述第三电机连接所述尾轮轴。
本发明一个方面提供的所述的水陆空三栖多旋翼飞行器的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：
-旋翼部的第一电机驱动旋翼部的螺旋桨旋转时，飞行器获得升力，在空中飞行；
-当所述的水陆空三栖多旋翼飞行器准备着陆时，第一电机逐渐降低转速，同时与尾轮连接的尾轮部的第三电机开始工作驱动尾轮部的尾轮转动，飞行器着陆在陆上运行；
-当尾轮部的第二电机工作时，尾轮被带动在水平面内旋转，当尾轮转动到与飞行器前进方向垂直时，四个尾轮旋转可产生向前冲力，同时第一电机驱动螺旋桨旋转，带动飞行器在水面滑行。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明通过组合旋翼部和尾轮部，从而能够实现空中飞行、地面滑行和水上滑行三种不同运动方式；
2、本发明采用步进电机为旋翼部提供动力，由于步进电机可以精确的控制步距大小，这样就可以保证旋翼倾转角度的精确性，而不需要采用像编码器、旋转变压器等测试工具，简化了飞行器的复杂程度。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明的一种结构示意图；
图2为本发明的另一种结构示意图；
图3位本发明的在水中行进的示意图；
图4是本发明中旋翼部和尾轮部结构示意图。
图中：
1为机身；
2为悬臂；
3为尾翼；
4为尾轮；
5为螺旋桨；
6为第一电机；
7为第二电机；
8为第三电机。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
在本实施例中，本发明提供的水陆空三栖多旋翼飞行器，包括机身1、悬臂2、旋翼部和尾轮部；
其中，所述悬臂2的一端连接所述机身1，所述旋翼部和所述尾轮部设置在所述悬臂2另一端的端部；所述旋翼部设置在所述悬臂2的上侧；所述尾轮部设置在所述悬臂2的下侧；所述悬臂2的数量为多个；所述旋翼部和所述尾轮部的数量与所述悬臂2的数量一一对应；多个所述悬臂2以所述机身1的中心呈中心对称分布，以所述机身1的轴线呈轴对称分布或沿所述机身1的周向均匀分布。所述悬臂2的另一端末端设置有电机座；所述第一电机6设置在所述电机座上；所述悬臂2的末端设置有固定轴，所述电机座通过轴承连接所述固定轴上。
所述悬臂2的数量为四个，即第一悬臂、第二悬臂、第三悬臂和第四悬臂；四个所述悬臂2以所述机身1的轴线呈轴对称分布，具体为，机身1的前端对称装有第一悬臂和第二悬臂，机身1的后端对称安装有第三悬臂和第四悬臂。四个所述悬臂呈X形。第一悬臂、第二悬臂、第三悬臂和第四悬臂的另一端上侧分别安装有第一旋翼部、第二旋翼部、第三旋翼部和第四旋翼部；第一悬臂、第二悬臂、第三悬臂和第四悬臂的另一端下侧安装有第一尾轮、第二尾轮、第三尾轮和第四尾轮。每个悬臂另一端安装有电机座，扭矩电机，即第一电机6与电机座固定连接。
相邻旋翼部的螺旋桨5的旋转方向两两相反。
所述旋翼部包括螺旋桨5、第一电机6和尾翼3；其中，所述第一电机6设置在所述尾翼3内侧，所述尾翼3连接所述悬臂；螺旋桨5与第一电机6相连，所述第一电机6用于驱动所述螺旋桨5转动。所述尾轮部包括尾轮4、第二电机7和第三电机8；所述第三电机8用于驱动所述尾轮4转动；尾轮4的延伸段与第二电机7相连，所述第二电机7用于驱动所述尾轮在水平方向上旋转以改变运动方向。所述第二电机设置在所述尾翼3内侧，所述第一电机6和所述第二电机7同轴相对放置。所述尾轮4包括轮体、尾轮轴和螺旋桨叶片；所述螺旋桨叶片设置在所述轮体和所述尾轮轴之间；所述第三电机8连接所述尾轮轴。当本发明提供的水陆空三栖多旋翼飞行器在水面滑行时，所述尾轮转动，进而所述螺旋桨叶片转动驱动本发明提供的水陆空三栖多旋翼飞行器滑行。
本发明每组旋翼和尾轮4由悬臂末端独立的扭矩电机驱动，保证了飞行的动力。旋翼和尾轮4可分别由扭矩电机带动工作，完成在空中飞行和平地滑行的动作。
本发明提供所述的水陆空三栖多旋翼飞行器的使用方法，包括如下步骤：
-旋翼部的第一电机6驱动旋翼部的螺旋桨5旋转时，飞行器获得升力，在空中飞行；
-当所述的水陆空三栖多旋翼飞行器准备着陆时，第一电机6逐渐降低转速，同时与尾轮连接的尾轮部的第三电机8开始工作驱动尾轮部的尾轮转动，飞行器着陆在陆上运行；
-当尾轮部的第二电机工作时，尾轮4被带动在水平面内旋转，当尾轮4转动到与飞行器前进方向垂直时，四个尾轮4旋转可产生向前冲力，同时第一电机驱动螺旋桨5旋转，带动飞行器在水面滑行。
本发明采用步进电机，即第一电机为旋翼部提供动力，由于步进电机可以精确的控制步距大小，这样就可以保证旋翼部倾转角度的精确性，而不需要采用像编码器、旋转变压器等测试工具，简化了飞行器的复杂程度。
本发明的四旋翼飞行器可以实现三种运动模式，即空中飞行模式、地面滑行模式和水中航行模式，具有结构简单、强度高，功能实现可靠等特点。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (10)

1.一种水陆空三栖多旋翼飞行器，其特征在于，包括机身、悬臂、旋翼部和尾轮部；
其中，所述悬臂的一端连接所述机身，所述旋翼部和所述尾轮部设置在所述悬臂另一端的端部；所述旋翼部设置在所述悬臂的上侧；所述尾轮部设置在所述悬臂的下侧；
所述悬臂的数量为多个；所述旋翼部和所述尾轮部的数量与所述悬臂的数量一一对应；多个所述悬臂以所述机身的中心呈中心对称分布，以所述机身的轴线呈轴对称分布或沿所述机身的周向均匀分布。
2.根据权利要求1所述的水陆空三栖多旋翼飞行器，其特征在于，所述悬臂的数量为四个；
四个所述悬臂以所述机身的轴线呈轴对称分布；
四个所述悬臂呈X形分布。
3.根据权利要求1所述的水陆空三栖多旋翼飞行器，其特征在于，所述旋翼部包括螺旋桨、第一电机和尾翼；
其中，所述第一电机设置在所述尾翼内侧；所述第一电机用于驱动所述螺旋桨转动；所述尾翼连接所述悬臂；
所述第一电机采用步进电机。
4.根据权利要求3所述的水陆空三栖多旋翼飞行器，其特征在于，所述尾轮部包括尾轮、第二电机和第三电机；
所述第三电机用于驱动所述尾轮转动；所述第二电机用于驱动所述尾轮在水平方向上旋转以改变运动方向。
5.根据权利要求4所述的水陆空三栖多旋翼飞行器，其特征在于，所述第二电机设置在所述尾翼内侧，所述第一电机和所述第二电机同轴相对放置。
6.根据权利要求1所述的水陆空三栖多旋翼飞行器，其特征在于，相邻旋翼部的螺旋桨的旋转方向两两相反。
7.根据权利要求3所述的水陆空三栖多旋翼飞行器，其特征在于，所述悬臂的另一端末端设置有电机座；所述第一电机设置在所述电机座上；
所述悬臂的末端设置有固定轴，所述电机座通过轴承连接所述固定轴上。
8.根据权利要求1所述的水陆空三栖多旋翼飞行器，其特征在于，所述机身采用碳纤维材料制成。
9.根据权利要求4所述的水陆空三栖多旋翼飞行器，其特征在于，所述尾轮包括轮体、尾轮轴和螺旋桨叶片；
所述螺旋桨叶片设置在所述轮体和所述尾轮轴之间；所述第三电机连接所述尾轮轴。
10.一种权利要求1至9任一项所述的水陆空三栖多旋翼飞行器的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：
-旋翼部的第一电机驱动旋翼部的螺旋桨旋转时，飞行器获得升力，在空中飞行；
-当所述的水陆空三栖多旋翼飞行器准备着陆时，第一电机逐渐降低转速，同时与尾轮连接的尾轮部的第三电机开始工作驱动尾轮部的尾轮转动，飞行器着陆在陆上运行；
-当尾轮部的第二电机工作时，尾轮被带动在水平面内旋转，当尾轮转动到与飞行器前进方向垂直时，四个尾轮旋转可产生向前冲力，同时第一电机驱动螺旋桨旋转，带动飞行器在水面滑行。
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