CN104925253A - 水陆空三栖共轴四旋翼飞行器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了水陆空三栖共轴四旋翼飞行器，机体上有四个可折转支撑臂，可折转支撑臂包括机身支撑臂端、旋翼支架臂、折转截口和折转驱动机构；机身支撑臂端和旋翼支架臂通过折转截口连接，折转驱动机构用于驱动机身支撑臂端和旋翼支架臂分别与折转截口成90度角转动；可折转支撑臂端部有驱动装置，驱动装置包括固定座内安装陆用电机和空用电机，固定座上有共轴的陆用内轴和空用外轴，陆用内轴顶部安装轮轴和轻质轮胎，空用外轴顶部安装三页旋翼，陆用电机的输出连接陆用内轴，空用电机的输出连接空用外轴。本发明实现水陆空三栖的灵活转换，通过改变运动状态实现节能，拓宽四旋翼飞行器的用途，提高水上航行速度，简化控制系统，降低成本。
Description
技术领域
本发明涉及飞行器技术领域，特别是水陆空三栖共轴四旋翼飞行器。
背景技术
四旋翼飞行器又称为四轴飞行器，是一种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。
现有的四旋翼飞行器一般是有四个输入力、六个自由度的欠驱动系统，但是在使用时还存在以下问题：
1、现有的四旋翼飞行器工作耗能大，电池能量存储小，无其他节能工作状态。
2、现有的四旋翼飞行器只有空中飞行一用，飞行时受环境影响大，适用运动环境窄。
3、现有的四旋翼飞行器降落不安全，不适应各种环境下的起降工作。
发明内容
针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种水陆空三栖共轴四旋翼飞行器，实现水陆空三栖的灵活转换，通过改变运动状态实现节能，同时拓宽四旋翼飞行器的用途，提高水上航行速度，简化控制系统，降低成本。
本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：
水陆空三栖共轴四旋翼飞行器，机体上设置四个可折转支撑臂，每个可折转支撑臂均包括机身支撑臂端、旋翼支架臂、折转截口和折转驱动机构；机身支撑臂端和旋翼支架臂通过折转截口连接，折转驱动机构用于驱动机身支撑臂端和旋翼支架臂分别与折转截口成90度角转动，每个可折转支撑臂端部均有驱动装置，驱动装置包括固定座，固定座内分别安装空用电机和陆用电机，固定座上有共轴的空用外轴和陆用内轴，空用外轴套在陆用内轴外，空用外轴顶部安装旋翼，陆用内轴顶部安装轮轴，轮轴上安装轻质轮胎，空用电机的输出连接空用外轴，陆用电机的输出连接陆用内轴。
所述折转驱动机构包括支撑下轴、第一万向球、伸缩支撑杆、第二万向球和旋转电机；支撑下轴安装在机身支撑臂端底部，第一万向球安装在支撑下轴上；第二万向球安装在固定座底部；伸缩支撑杆两端分别连接第一万向球和第二万向球；旋转电机的输出连接伸缩支撑杆。
所述旋翼为三页旋翼。
所述四个可折转支撑臂的结构和几何尺寸均相同。
还包括机脚，机脚有两支，分别安装在机体的底部两侧。
对比现有技术，本发明的有益效果在于：
1、本发明飞行器采用共轴技术和轻质材料，把飞行中使用的三页旋翼和陆地行驶使用的轻质轮胎安装在四个独立的可折转轴上，并且把轻质轮胎安装在三页旋翼的外部，飞行时作为保护框架，提高飞行平衡性和安全性；实现陆空两用，通过改变运动状态实现节能，拓宽四旋翼飞行器的用途。
2、机体采用轻质材料，减小机体本身的吃水量，使四旋翼飞行器处于半入水状态，降低行进耗能，实现四旋翼飞行器的水用，并且提高水上航行速度。
3、本发明的折转驱动机构，控制旋翼平面旋转，产生飞行新扭矩和实现行走灵活转弯，简化控制系统。
附图说明
附图1是本发明飞行器的俯视示意图。
附图2是图1中可折转支撑臂的结构示意图。
附图3是本发明飞行器在陆地应用时的结构示意图。
图中：1、机体；2、机身支撑臂端；3、旋翼支架臂；4、折转截口；5、旋转电机；6、轻质轮胎；7、轮轴；8、旋翼；9、支撑下轴；10、第一万向球；11、伸缩支撑杆；12、第二万向球；13、固定座；14、空用外轴；15、陆用内轴；16、空用电机；17、陆用电机；18、机脚。
具体实施方式
结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
水陆空三栖共轴四旋翼飞行器，机体1上设置四个可折转支撑臂，每个可折转支撑臂均包括机身支撑臂端2、旋翼支架臂3、折转截口4和折转驱动机构；机身支撑臂端2和旋翼支架臂3通过折转截口4连接，折转驱动机构用于驱动机身支撑臂端2和旋翼支架臂3分别与折转截口4成90度角转动；每个可折转支撑臂端部均有结构相同的驱动装置，驱动装置包括固定座13，固定座13内分别安装空用电机16和陆用电机17，固定座13上有共轴的空用外轴14和陆用内轴15，空用外轴14套在陆用内轴15外，并且陆用内轴15两端均暴露在空用外轴14外，空用外轴14顶部安装旋翼8，陆用内轴15顶部安装轮轴7，轮轴7上安装轻质轮胎6，空用电机16通过传动机构驱动空用外轴14带动三页旋翼8转动，陆用电机17通过传动机构驱动陆用内轴15带动轮胎6转动。通过把飞行中使用的三页旋翼8和陆地行驶使用的轻质轮胎6安装在四个独立的可折转支撑臂上，并且把轻质轮胎6安装在三页旋翼8的外围，飞行时作为保护框架，提高飞行平衡性和安全性；使四旋翼飞行器实现陆空两用转换，拓宽四旋翼飞行器的用途。
所述折转驱动机构包括支撑下轴9、第一万向球10、伸缩支撑杆11、第二万向球12和旋转电机5；支撑下轴9安装在机身支撑臂端2底部，第一万向球10安装在支撑下轴9上；第二万向球12安装在固定座13底部；伸缩支撑杆11两端分别连接第一万向球10和第二万向球12；旋转电机5的输出连接伸缩支撑杆11。通过旋转电机5驱动伸缩支撑杆11伸缩，控制可折转支撑臂水平或90度折转，使旋翼平面旋转，产生飞行新扭矩或实现行走灵活转弯，实现切换飞行或陆地行驶状态，也简化控制系统。
所述四个可折转支撑臂的结构和几何尺寸均相同。
还包括机脚18，机脚18有两支，分别安装在机体的底部两侧，便于着陆支撑。
机身采用轻质材料，减小机体本身的吃水量，使四旋翼飞行器在水用时能处于半入水状态，降低行进耗能，实现四旋翼飞行器的水用，并且提高水上航行速度。
Claims (6)
1.水陆空三栖共轴四旋翼飞行器，其特征在于：机体(1)上设置四个可折转支撑臂，每个可折转支撑臂均包括机身支撑臂端(2)、旋翼支架臂(3)、折转截口(4)和折转驱动机构；机身支撑臂端(2)和旋翼支架臂(3)通过折转截口(4)连接，折转驱动机构用于驱动机身支撑臂端(2)和旋翼支架臂(3)分别与折转截口(4)成90度角转动，每个可折转支撑臂端部均有驱动装置，驱动装置包括固定座(13)，固定座(13)内分别安装空用电机(16)和陆用电机(17)，固定座(13)上有共轴的空用外轴(14)和陆用内轴(15)，空用外轴(14)套在陆用内轴(15)外，空用外轴(14)顶部安装旋翼(8)，陆用内轴(15)顶部安装轮轴(7)，轮轴(7)上安装轻质轮胎(6)，空用电机(16)的输出连接空用外轴(14)，陆用电机(17)的输出连接陆用内轴(15)。
2.根据权利要求1所述的水陆空三栖共轴四旋翼飞行器，其特征在于：所述折转驱动机构包括支撑下轴(9)、第一万向球(10)、伸缩支撑杆(11)、第二万向球(12)和旋转电机(5)；支撑下轴(9)安装在机身支撑臂端(2)底部，第一万向球(10)安装在支撑下轴(9)上；第二万向球(12)安装在固定座(13)底部；伸缩支撑杆(11)两端分别连接第一万向球(10)和第二万向球(12)；旋转电机(5)的输出连接伸缩支撑杆(11)。
3.根据权利要求1所述的水陆空三栖共轴四旋翼飞行器，其特征在于：所述旋翼(8)为三页旋翼。
4.根据权利要求1所述的水陆空三栖共轴四旋翼飞行器，其特征在于：所述四个可折转支撑臂的结构和几何尺寸均相同。
5.根据权利要求1所述的水陆空三栖共轴四旋翼飞行器，其特征在于：还包括机脚(18)，机脚(18)有两支，分别安装在机体的底部两侧。
6.根据权利要求1-5之一所述的水陆空三栖共轴四旋翼飞行器，其特征在于：所述机体(1)采用轻质材料制成。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20150923 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |