CN105059072B - 一种水陆空三栖滑板车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水陆空三栖滑板车，包括操控杆、车身盖板、车身基体、滑轮机构、可倾转多旋翼机构、推力螺旋桨机构和电控部分，车身基体呈船形，车身基体呈上方安装有车身盖板，车身盖板上安装有操控杆，车身基体的车身中部为空心结构，车身基体内部安装有滑轮机构、可倾转多旋翼机构、推力螺旋桨机构和电控部分，电控部分由车载控制器和动力电池组组成，车载控制器实现操控杆上陆地控制区、空中控制区、水上控制区各控制区对相应机构的控制及空中自稳定功能。本发明可作为一种新型的代步工具，实现水路空三用，适用于多种地面环境，方便灵活，功能多样，科技性强，娱乐性高，满足多种驾驶需求。

Description

一种水陆空三栖滑板车

技术领域

本发明涉及飞行器技术领域，具体涉及一种水陆空三栖滑板车。

背景技术

随着控制技术、硬件技术等的发展，电动踏板车、自平衡独轮车、电动艇等产品技术比较成熟，已投入市场实际应用，但其功能单一，娱乐性低，仅能在地面或者水面行驶，不能满足多种驾驶环境的需要。

无人机技术在近年来飞速发展，固定翼无人机结构简单、巡航速度快，但是起降需要助跑与跑道，多旋翼无人机具有垂直起降的特点，但是其飞行速度慢，而可倾转多旋翼无人机兼顾了固定翼和多旋翼的优点，使飞行器在具有高速飞行的特点同时具备垂直起降的能力，大大降低了对环境的要求，而且可倾转多旋翼无人机技术目前也相对成熟，目前是市面上已有许多样机和实际产品，如美国的鱼鹰战机。

将电动踏板车、电动艇和无人机飞行器相结合，使之成为水陆空三栖滑板车，是一个功能上的创新，目前世界上对类似功能的产品，比如飞行汽车的研究也逐渐形成热潮，吸引着众多科技创新者对此展开研究，但是目前的研究仍处于概念设计，许多技术仍难以解决；相比飞行汽车，三栖滑板车结构简单，更容易在结构设计和功能设计上实现，目前类似产品在市面上还没有产品或者样品，本发明正是在此空缺和现有技术基础上，对此进行设计创新，提供一种水陆空三栖滑板车设计方案，基于此，设计一种新型的水陆空三栖滑板车还是很有必要的。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种水陆空三栖滑板车，结构简单，设计合理，可作为一种新型的代步工具，实现水、路、空三用，适用于多种地面环境，方便灵活，功能多样，科技性强，娱乐性高，满足多种驾驶需求。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种水陆空三栖滑板车，包括操控杆、车身盖板、车身基体、作为陆地滑行动力机构的滑轮机构、作为由水面或地面升空以及空中飞行动力机构的可倾转多旋翼机构、作为在水面上滑行动力机构的推力螺旋桨机构和电控部分，车身基体呈船形，车身基体的两侧高于旋翼，车身基体呈上方安装有车身盖板，方便人站立或坐立于滑板上，同时对内部的安装的部件提供密闭保护，车身盖板上安装有操控杆，车身基体的车身中部为空心结构，车身基体内部安装有滑轮机构、可倾转多旋翼机构、推力螺旋桨机构和电控部分，电控部分由车载控制器和动力电池组组成，车载控制器与操控杆连接，车载控制器实现操控杆上各控制区对相应机构的控制及空中自稳定功能，动力电池组为整车提供动力，操控杆把手实现不同的操控指令，包括陆地控制区、空中控制区、水上控制区，操控杆通过车载控制器与滑轮机构、可倾转多旋翼机构、推力螺旋桨机构连接。

所述的滑轮机构包括滑轮以及相应独立的滑轮驱动电机，滑轮分布于车身基体的下方，滑轮设置有四个，前方的两个滑轮分别与相应的滑轮驱动电机连接。

所述的可倾转多旋翼机构包括多组旋翼机构和多组蜗轮蜗杆传动机构，组数根据载重灵活配置，可二组、三组或更多，蜗轮蜗杆传动机构与旋翼机构连接，每组旋翼机构包括左右两个旋翼、两个直流无刷电机、两个旋翼防护罩、两个旋翼电机支座，每组蜗轮蜗杆传动机构包括一个蜗杆、一个蜗杆轴、一个步进电机、一个蜗轮轴、一个蜗轮、蜗轮轴支架，每组两个旋翼对称分布在车身基体的两侧，左右两个旋翼分别与两个独立的直流无刷电机连接，每个旋翼设置有一个对旋翼进行保护的旋翼防护罩，旋翼防护罩、直流无刷电机安装在旋翼电机支座上，旋翼电机支座通过支座轴内孔与蜗轮轴的过盈配合安装固定在蜗轮轴的两端，支座轴与支座套筒间隙配合，由支撑套筒提供旋翼电机支座及直流无刷电机等的支撑。

所述的蜗轮蜗杆传动机构还包括一个共用的蜗轮蜗杆机构支架，蜗轮蜗杆机构支架上安装有步进电机和蜗轮轴支架，提供步进电机和蜗轮蜗杆机构的支撑，步进电机与蜗杆轴连接，蜗轮轴支架上安装有蜗轮轴，蜗轮、蜗杆分别固联在蜗轮轴、蜗杆轴上，蜗轮与蜗杆啮合，蜗轮轴与每组左右两侧的旋翼电机支座孔共轴，即每个蜗轮轴带动两侧的旋翼实现同步倾转，保证两侧的旋翼倾转角度相同。

所述的推力螺旋桨机构包括推力螺旋桨以及相应独立的螺旋桨驱动电机，推力螺旋桨安装于车身基体的车尾，左、右推力螺旋桨分别与两个独立的螺旋桨驱动电机连接，实现水面滑行功能。

本发明具有以下有益效果：(1)本发明涉及的电动踏板车技术、电动艇技术、多旋翼飞行器技术已比较成熟，对其进行创新性的集成，理论可行且容易实现，使得水陆空三栖滑板车功能多样，科技性强，娱乐性高；

(2)本发明还可以作为代步工具，驾驶者可站可坐，是提供一种便利的交通工具，在陆地行驶时，电机直驱，行驶方便安全可靠；在水面行驶时，螺旋桨推进，安全易操作；当在空中飞行时，能够实现自稳定，手动操作便可实现飞行，有较高的灵活性，同时，还能由水面或者地面实现升空，或从空中切换到水、陆行驶，方便灵活，摆脱了地形的限制；

(3)本发明作为一种新型的娱乐工具和代步工具，具有广阔的市场应用前景，除此之外，还可以用来执行特殊任务，快速进入特殊环境，满足特定需求，比如海面搜救、丛林深入、观光航拍等，也能够带动一批类似技术与应用的发展，对产品和技术的进步具有很好的推动作用。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明的平面俯视图；

图3为本发明推力螺旋桨机构的结构示意图；

图4为本发明滑轮机构的结构示意图；

图5为本发明可倾转多旋翼机构的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1-5所示，本发明实施例提供了一种水陆空三栖滑板车，包括操控杆1、车身盖板2、车身基体5、滑轮机构、可倾转多旋翼机构、推力螺旋桨机构和电控部分，车身基体5呈船形，承载各部分机械连接，适合驾驶者或坐或立；推力螺旋桨机构作为在水面上滑行的动力机构，滑轮机构作为陆地滑行的动力机构，倾转多旋翼机构作为由水面或地面升空以及空中飞行的动力机构，且旋翼数目根据载重灵活配置，车身基体5呈上方安装有车身盖板2，方便人站立或坐立于滑板上，同时对内部的安装的部件提供密闭保护，车身盖板2上安装有操控杆1，操控杆1实现对滑板车进行手动操控，车身基体5的车身中部为空心结构，车身基体5内部安装有滑轮机构、可倾转多旋翼机构、推力螺旋桨机构和电控部分，电控部分实现空中自稳定和驾驶控制以及为整车提供动力；所述滑板车可以在水、陆、空三栖环境下驾驶，并能在空中实现自稳定，同时能够实现水空、陆空的切换驾驶。

所述的滑轮机构包括滑轮19以及相应独立的滑轮驱动电机8，滑轮19分布于车身基体5的下方，滑轮19设置有四个，前方的两个滑轮19分别与相应的滑轮驱动电机8连接，前驱方式实现飞行滑板的滑动功能，滑轮驱动电机8分别为前方左右两个滑轮19提供动力，滑轮驱动电机8的正反转实现滑板的前进和后退，滑轮驱动电机8的转速差实现滑板的转向。

所述的可倾转多旋翼机构包括多组旋翼机构和多组蜗轮蜗杆传动机构，组数根据载重灵活配置，可二组、三组或更多，蜗轮蜗杆传动机构与旋翼机构连接，每组旋翼机构包括左右两个旋翼17、两个直流无刷电机18、两个旋翼防护罩15、两个旋翼电机支座16，每组蜗轮蜗杆传动机构包括一个蜗杆蜗杆6、一个蜗杆轴7、一个步进电机9、一个蜗轮轴10、一个蜗轮11、蜗轮轴支架12，所述可倾转多旋翼机构水平位置时，由直流无刷电机18驱动旋翼17旋转，提供整体的升力，可实现飞行滑板的悬浮功能；左右旋翼17转速不同时，实现侧向运动；所述可倾转多旋翼机构由步进电机9驱动，经蜗轮蜗杆传动机构带动旋翼电机支座16、直流无刷电机18、旋翼17倾转小角度时，提供整体的水平分力，可实现飞行滑板的进退。

每组两个旋翼17对称分布在车身基体5的两侧，车身基体5的两侧高于旋翼17，避免对旋翼17误踏造成旋翼或人体损伤，左右两个旋翼17分别由两个独立的直流无刷电机18驱动，每个旋翼17设置有一个旋翼防护罩15，对旋翼17进行保护，旋翼防护罩15、直流无刷电机18安装在旋翼电机支座16上，旋翼电机支座16通过支座轴内孔与蜗轮轴10的过盈配合安装固定在蜗轮轴10的两端，支座轴与支座套筒14间隙配合，由支撑套筒14提供旋翼电机支座16及直流无刷电机18等的支撑。

所述的蜗轮蜗杆传动机构还包括一个共用的蜗轮蜗杆机构支架13，蜗轮蜗杆机构支架13上安装有步进电机9和蜗轮轴支架12，提供步进电机9和蜗轮蜗杆机构的支撑，步进电机9与蜗杆轴7连接，蜗轮轴支架12上安装有蜗轮轴10，蜗轮11、蜗杆6分别固联在蜗轮轴10、蜗杆轴7上，蜗轮11与蜗杆6由齿轮啮合传动，步进电机9驱动蜗杆蜗杆轴7转动，经蜗杆6、蜗轮11、蜗轮轴10带动相应两侧旋翼17实现小角度倾转，并能实现自锁保护；每组左右两侧的旋翼电机支座16孔都与蜗轮轴10共轴，即每个蜗轮轴10带动两侧的旋翼17实现同步倾转，保证两侧的旋翼17倾转角度相同。

值得注意的是，所述的推力螺旋桨机构包括推力螺旋桨20以及相应独立的螺旋桨驱动电机21，实现水面滑行功能，推力螺旋桨20安装于车身基体5的车尾，左右各一个，分别由两个独立的螺旋桨驱动电机21驱动，螺旋桨驱动电机21转速相同实现水面上的滑行，转速不同实现转向。

值得注意的是，所述的操控杆1实现不同的操控指令，操控杆把手实现不同的操控指令，包括陆地控制区、空中控制区、水上控制区，陆地控制区对滑轮机构控制，实现前退、停止、转向等地面滑行控制，空中控制区对可倾转多旋翼机构控制，实现悬浮、降落、进退、转向、倾转等空中飞行控制，水上控制区对推力螺旋桨机构控制，实现前进、转向等水面滑行控制。

此外，所述的电控部分由车载控制器3和动力电池组4组成，车载控制器3与操控杆1连接，车载控制器3实现操控杆1上各控制区对相应机构的控制及空中自稳定功能，动力电池组4为整车提供动力。

本具体实施方式的工作过程：(1)当在陆地行驶时，滑轮机构工作，可倾转多旋翼机构和推力螺旋桨机构不工作，通过操控操控杆1上的陆地控制区，对滑轮驱动电机8进行控制，进而对前面两个滑轮19控制，可以实现滑板的进退、转向、停止等动作。

(2)当在水面行驶时，滑轮机构和可倾转多旋翼机构不工作，推力螺旋桨机构工作，通过操控操控杆1上水上控制区，对螺旋桨驱动电机21进行控制，驱动后侧左右两个螺旋桨20转动，提供在水面上的推动力，实现在水面上的前进和转向动作。

(3)当由陆地或者水面升至空中行驶时，同时开始可倾转多旋翼机构的工作，首先不断提高直流无刷电机18的转速，使旋翼17高速旋转，直到克服滑板车本身及人体的重力，逐渐升空，保持直流无刷电机18转速，稳定升空至悬浮在一定高度，注意悬浮高度不要太高，尽量近地或近水面悬浮飞行，可以提高行驶的安全性，然后操作操控杆1空中控制区，小角度倾转旋翼17，提供水平方向的动力，实现进退操作；当侧向行驶使，恢复旋翼17至水平位置，调节左右旋翼17的转速不等，提供侧向动力，实现侧向运动及转向。

当由空中降落至地面或者水面时，首先恢复旋翼17至水平位置，保持滑板车的悬停，然后不断减小直流无刷电机18的转速，使滑板车缓慢匀速降落，直至降落到地面或者水面，最后关闭旋翼17的直流无刷电机18，开始地面或者水面的操作。

本具体实施方式的具体操作及运动方向不局限于以上所述几种方式，可由使用者在使用过程中自由配合操控杆的控制区操作，实现更多的行驶形式，将电动艇、电动踏板车、多旋翼飞行器有效结合，作为一种新型的娱乐玩具和代步工具，可以实现水空、陆空自由切换，满足多种驾驶需求，具有广阔的市场应用前景。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种水陆空三栖滑板车，其特征在于，包括操控杆(1)、车身盖板(2)、车身基体(5)、作为陆地滑行动力机构的滑轮机构、作为由水面或地面升空以及空中飞行动力机构的可倾转多旋翼机构、作为在水面上滑行动力机构的推力螺旋桨机构和电控部分，车身基体(5)呈船形，车身基体(5)上方安装有车身盖板(2)，车身盖板(2)上安装有操控杆(1)，车身基体(5)的车身中部为空心结构，车身基体(5)内部安装有滑轮机构、可倾转多旋翼机构、推力螺旋桨机构和电控部分，电控部分由车载控制器(3)和动力电池组(4)组成，车载控制器(3)与操控杆(1)连接，操控杆(1)包括陆地控制区、空中控制区、水上控制区，操控杆(1)通过车载控制器(3)与滑轮机构、可倾转多旋翼机构、推力螺旋桨机构连接，所述的滑轮机构包括滑轮(19)以及相应独立的滑轮驱动电机(8)，滑轮(19)分布于车身基体(5)的下方，滑轮(19)设置有四个，前方的两个滑轮(19)分别与相应的滑轮驱动电机(8)连接，所述的可倾转多旋翼机构包括多组旋翼机构和多组蜗轮蜗杆传动机构，蜗轮蜗杆传动机构与旋翼机构连接，每组旋翼机构包括左右两个旋翼(17)、两个直流无刷电机(18)、两个旋翼防护罩(15)、两个旋翼电机支座(16)，每组蜗轮蜗杆传动机构包括一个蜗杆(6)、一个蜗杆轴(7)、一个步进电机(9)、一个蜗轮轴(10)、一个蜗轮(11)、蜗轮轴支架(12)，每组两个旋翼(17)对称分布在车身基体(5)的两侧，左右两个旋翼(17)分别与两个独立的直流无刷电机(18)连接，每个旋翼(17)设置有一个旋翼防护罩(15)，旋翼防护罩(15)、直流无刷电机(18)安装在旋翼电机支座(16)上，旋翼电机支座(16)通过支座轴内孔与蜗轮轴(10)的过盈配合安装固定在蜗轮轴(10)的两端，支座轴与支座套筒(14)间隙配合，所述的蜗轮蜗杆传动机构还包括一个共用的蜗轮蜗杆机构支架(13)，蜗轮蜗杆机构支架(13)上安装有步进电机(9)和蜗轮轴支架(12)，步进电机(9)与蜗杆轴(7)连接，蜗轮轴支架(12)上安装有蜗轮轴(10)，蜗轮(11)、蜗杆(6)分别固联在蜗轮轴(10)、蜗杆轴(7)上，蜗轮(11)与蜗杆(6)啮合，蜗轮轴(10)与每组左右两侧的旋翼电机支座(16)孔共轴。

2.根据权利要求1所述的一种水陆空三栖滑板车，其特征在于，所述的推力螺旋桨机构包括推力螺旋桨(20)以及相应独立的螺旋桨驱动电机(21)，推力螺旋桨(20)安装于车身基体(5)的车尾，左、右推力螺旋桨(20)分别与两个独立的螺旋桨驱动电机(21)连接。

3.根据权利要求1所述的一种水陆空三栖滑板车，其特征在于，所述车身基体(5)的两侧高于旋翼(17)。