CN107719666B - 两栖无人机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种两栖无人机，其包括：气泵及设于杆翼下侧的气囊盒，气囊盒内设有适于向下弹出的气囊，气泵通过可控阀与气囊密封连通，当可控阀中的阀芯位于不同工作位置时、适于使气泵向气囊泵送空气或者使气泵将气囊内的空气抽送至外界；既能够向气囊内充气实现漂浮于水面上，又可以将气囊内的空气抽送至外界，使气囊完全收缩，便于两栖无人机再次飞向空中，减小空中飞行时的空气阻力，可以多次在空中及水面往复运行，无需人工对气囊的收放进行干预，提高了该两栖无人机的运用便利性及工作效率。

Description

两栖无人机

技术领域

本发明涉及一种两栖无人机，既在水面上进行漂浮活动，又能在空中进行飞行。

背景技术

现有技术中的两栖无人机，虽然采用可充气的气囊来实现水面的漂浮，但是充入气后的气囊需要手动或自动打开气囊上的排气阀放出其中的气体，才能使气囊收缩，但是当气囊中的气压与外界相同时气囊就不能再收缩了，使得气囊仍然挂在无人机的杆翼外，增大了无人机在空中飞行时的阻力，此时只能将无人机回收后完全收回气囊，才能使无人机再次执行下次飞行任务。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种两栖无人机，其充气后的气囊能自动收缩至原位。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种两栖无人机，其包括：气泵及设于杆翼下侧的气囊盒，气囊盒内设有适于向下弹出的气囊，气泵通过可控阀与气囊密封连通，当可控阀中的阀芯位于不同工作位置时、适于使气泵向气囊泵送空气或者使气泵将气囊内的空气抽送至外界。

两栖无人机还包括控制器和电池，所述可控阀为电磁阀，电磁阀及气泵与控制器电连接，控制器与电池电连接。

所述杆翼的数量至少为三个，各杆翼的内端与两栖无人机的机身固定连接，各杆翼都处于水平状态且相邻杆翼之间的水平夹角相等。

各气囊盒的底面设有通孔，气囊适于从通孔处弹出及收回。

各气囊盒内分别设有一气泵及一电磁阀，该气泵通过该电磁阀与该气囊盒内的气囊密封连通。

各气囊盒内分别设有一电磁阀，该电磁阀与该气囊盒内的气囊密封连通，所有电磁阀分别与机身内的一气泵密封连通。

所述电磁阀的阀芯具有交叉连通位及直通位，当直通位处于工作位置时、适于将气泵的气泵出口与气囊连通并将气泵入口与外界连通，当交叉连通位处于工作位置时、适于将气泵出口与外界连通并将气泵入口与气囊连通。

气泵的气泵出口与电磁阀的通气孔通过连通管密封连接，该连通管上邻近电磁阀的端部与电磁阀的通气孔之间密封连接有单向阀，单向阀只允许气体由气泵出口流向电磁阀。

两栖无人机的机身的底部密封连接有能使其下端伸入水中的伸缩杆，伸缩杆的下端密封连接有适于驱动两栖无人机沿水面移动的螺旋浆。

螺旋桨的转动中心线能够绕伸缩杆的轴线进行旋转，以使螺旋桨推动两栖无人机沿水面向任一方位行驶。

相对于现有技术，本发明具有的技术效果是：

（1）所述两栖无人机既能够向气囊内充气实现漂浮于水面上，又可以将气囊内的空气抽送至外界，使气囊完全收缩，便于两栖无人机再次飞向空中，减小空中飞行时的空气阻力。该两栖无人机可以多次在空中及水面往复运行，无需人工对气囊的收放进行干预，提高了该两栖无人机的运用便利性及工作效率。

（2）两栖无人机自带控制器和电池，从而采用遥控方式来代替线控方式来操作无人机，可以使无人机的工作范围得到提高，电磁阀的控制过程简单，可靠性高，利于气囊的收放控制。

（3）采用三个以上的水平杆翼，相邻杆翼之间的水平夹角相等，每个杆翼下的气囊在弹出后能够在水面上更平稳地支撑两栖无人机。

（4）利用气囊盒底面的通孔可以更方便地实现气囊盒内置气囊的弹出与收回。

（5）各气囊盒中分别设置气泵、电磁阀，可以单独控制各气囊盒中气囊内的充气量，当一些气囊处于充气弹出状态时，另一些气囊可以处于抽气收缩状态，各自的气流互不干扰，从而调整两栖无人机相对于水面的倾斜姿态，当其中一个气泵损坏后，不会影响其余气囊的弹出，提高了两栖无人机的工作可靠性。

（6）由一个气泵与所有的电磁阀连通，可以节省气泵的数量，同时有利于减轻两栖无人机的重量，提高其续航能力。

（7）气囊从通孔处逐渐展开，可以根据所需的两栖无人机的机身相对水面的高度调节各气囊中的充气量。

（8）在相邻两次气囊充气的间隙期，单向阀能够保证气泵出口与电磁阀之间的连通管内保持一定的压力，在下次气囊充气时能够使气泵更快速地建立所需的充气压力，提高气囊再次充气的效率。

（9）当两栖无人机浮于水面时，根据机身与水面的距离，能够调整伸缩杆的长度，使螺旋桨能够没于水中，从而由螺旋桨与旋翼共同驱动两栖无人机沿水面移动，减少旋翼的工作强度。

（10）螺旋桨的转动中心线能够围绕伸缩杆的轴线进行旋转，可以螺旋桨单独驱动两栖无人机沿水面行驶而无而旋翼配合来调整方向，此时旋翼可以不工作，减少了电量消耗，延长了电池的电量使用时间。

在上述无人机的基础上，本发明还提供一种采用上述无人机的工作方法，以实现对无人机飞行路线进行优化，提高无人机的飞行效率，延长飞行距离。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种无人机的工作方法，包括基于北斗导航的无人机控制系统，该无人机控制系统包括：用于控制无人机按相应路径飞行的处理器模块，与该处理器模块相连的路径优化子系统；所述路径优化子系统适于获得各楼间风的实时数据，并建立城市楼间风道网；当无人机设定飞行目的地后，所述路径优化子系统适于根据城市楼间风道网选择无人机飞至该目的地的最优路径。

进一步，所述无人机控制系统还包括：与处理模块相连的北斗导航模块、地图存储模块和用于检测无人机飞行姿态的陀螺仪，以及由该处理器模块控制的飞机动力子系统；其中所述飞机动力子系统包括：由处理器模块控制的水平动力机构和垂直动力机构；其中所述水平动力机构位于机身处，且包括：水平螺旋桨机构；所述垂直动力机构包括：对称设于左、右机翼处的垂直螺旋桨机构；所述垂直螺旋桨机构包括至少一垂直螺旋桨，用于将垂直螺旋桨机构悬挂于机翼下方的悬挂装置，所述垂直螺旋桨适于通过相应微型电机驱动转动；所述悬挂装置包括：适于使垂直螺旋桨向前或向后倾斜的第一角度微调电机，以及使垂直螺旋桨向左或向右倾斜的第二角度微调电机；其中所述第一、第二角度微调电机和微型电机均由处理器模块控制，以根据飞行姿态调节垂直螺旋桨的倾角和垂直螺旋桨的转速。

进一步，所述无人机还设有用于检测飞行过程中所遇侧风的风向传感器和风速传感器，且将当前无人机所受侧风的风向和风速数据发送至处理器模块；所述处理器模块适于根据侧风的风向和风速数据，调节垂直螺旋桨的倾角和垂直、水平螺旋桨的转速，以稳定与当前飞行姿态；并且，若侧风的风向和风速有助于飞行，则降低垂直螺旋桨和/或水平螺旋桨的转速。

进一步，所述无人机的机翼上覆盖有光伏电池，所述路径优化子系统还适于获得各楼间的实时光照强度，以及所述路径优化子系统在选择最优路径时，若两条或两条以上的路段具有相同数据的楼间风，则将实时光照强度最大的路段选入最优路径中。

进一步，所述路径优化子系统还适于获得城市上空的云层数据，且在选择最优路径时，避开云层覆盖区的路段；以及所述处理器模块还与用于拍摄建筑物全景的摄像装置相连，且所述处理器模块适于根据建筑物全景识别该建筑物的高度；当无人机在雨雪天气飞行时，所述路径优化子系统适于选择建筑物的背风路段作为无人机在最优路径中的路径选择；并且使无人机的飞行高度低于该建筑物的高度，以遮挡雨雪。

进一步，所述处理器模块还与机内的充放电控制模块相连，且所述充放电控制模块适于将机载电池电量发送至处理器模块，且当机载电池电量低于一设定值时，所述处理器模块控制无人机停至一光照强度高的区域，以通过所述光伏电池对机载电池进行充电；或所述处理器模块控制无人机停至一风力较大的区域，以通过风吹动水平螺旋桨和/或垂直螺旋桨产生电能对机载电池进行充电；其中所述垂直螺旋桨适于通过第一、第二角度微调电机调节倾角。

又一方面，本发明还提供了一种无人机的飞行控制方法，即对无人机飞至目的地的路径进行选择，以获得最优路径。

进一步，对无人机飞至目的地的路径进行选择，以获得最优路径的方法包括：获得各楼间风的实时数据，并建立城市楼间风道网；当无人机设定飞行目的地后，无人机内的处理器模块通过路径优化子系统适于根据城市楼间风道网选择无人机飞至该目的地的最优路径；并且所述无人机的机翼上覆盖有光伏电池，所述路径优化子系统还适于获得各楼间的实时光照强度；所述路径优化子系统在选择最优路径时，若两条或两条以上的路段具有相同数据的楼间风，则将实时光照强度最大的路段选入最优路径中；以及所述路径优化子系统还适于获得城市上空的云层数据，且在选择最优路径时，避开云层覆盖区的路段；以及所述无人机还设有用于拍摄建筑物全景的摄像装置，该摄像装置与处理器模块相连，且所述处理器模块适于根据建筑物全景识别该建筑物的高度；当无人机在雨雪天气飞行时，所述路径优化子系统适于选择建筑物的背风路段作为无人机在最优路径中的路径选择；并且使无人机的飞行高度低于该建筑物的高度，以遮挡雨雪。

进一步，所述飞行控制方法还包括：根据飞行姿态调节垂直螺旋桨的倾角和转速的方法，即所述处理器模块适于控制第一角度微调电机带动垂直螺旋桨向前倾斜，同时控制水平螺旋桨机构中水平螺旋桨工作，以缩短无人机到达设定的巡航高度的时间，且在无人机在达到巡航高度的同时，满足其巡航速度；以及若无人机在空中悬停，则水平螺旋桨停止工作，且垂直螺旋桨工作，所述处理器模块适于根据侧风的风向和风速数据，改变垂直螺旋桨的倾角和转速，以稳定悬停姿态；若无人机巡航飞行时，所述处理器模块适于根据侧风的风向和风速数据，改变垂直螺旋桨的倾角和转速，以保持巡航高度。

进一步，所述处理器模块与机内的充放电控制模块相连，且所述充放电控制模块适于将机载电池电量发送至处理器模块，且当机载电池电量低于一设定值时，所述处理器模块控制无人机停至一光照强度高的区域，以通过所述光伏电池对机载电池进行充电；或所述处理器模块控制无人机停至一风力较大的区域，以通过风吹动水平螺旋桨和/或垂直螺旋桨产生电能对机载电池进行充电；其中所述垂直螺旋桨适于通过第一、第二角度微调电机调节倾角。

本发明的无人机的飞行控制系统及方法的有益效果：通过路径优化子系统获得无人机飞往目的地的最优路径，充分利用各楼间风道中楼间风的风向，提高了飞行速度，降低了飞行能耗。

附图说明

为了清楚说明本发明的创新原理及其相比于现有产品的技术优势，下面借助于附图通过应用所述原理的非限制性实例说明可能的实施例。在图中：

图1为本发明的实施例1的两栖无人机的俯视三维图；

图2为本发明的实施例1的两栖无人机的仰视三维图；

图3为本发明的实施例1的两栖无人机中气囊弹出后的俯视三维图；

图4为本发明的实施例1的两栖无人机中气囊弹出后的仰视三维图；

图5为本发明的实施例1的电磁阀的直通位处于工作位置时的结构示意图；

图6为本发明的实施例1的电磁阀的交叉连通位处于工作位置时的结构示意图；

图7为本发明的实施例2的气泵与电磁阀的连接结构图；

图8为本发明的实施例3的两栖无人机的螺旋桨的三维示意图；

图9为本发明的实施例3的两栖无人机的伸缩杆的三维示意图;

图10是本发明的无人机控制系统的所规划的无人机飞行轨迹示意图。

图11是本发明的无人机的控制原理图。

具体实施方式

实施例1

如图1-6所示，所述两栖无人机包括：机身1，杆翼2，旋翼3，支架4，支撑杆5，气囊盒6，转轴7，气囊8，电磁阀9，交叉连通位91，直通位92，单向阀10，导管12，连通管13，气泵14，气泵入口141，气泵出口142。

所述两栖无人机包括球形的机身1，机身1内设有控制器及电池，控制器与电池电连接，机身1下侧壁固定连接有一对支架4，每个支架4的下端固定连接有一支撑杆5，该对支撑杆5相互平行。机身1的四周侧壁上固定连接有四个水平的杆翼2，四个杆翼2的水平方向相邻夹角为90度，其中相对的杆翼2共对称中心线，两条对称中心线在水平面内相交，各杆翼2的外端处分别设有电机，各电机具有垂直方向的转轴7，各转轴7的上端连接有旋翼3。

各杆翼2中部的下侧壁分别固定设有一气囊盒6，气囊盒6的内腔与外界大气相通，各气囊盒6内分别设有一可伸缩的气囊8，各气囊盒6的底部开设有一通孔61，气囊6适于从该通孔61处弹出。各气囊盒6内分别设有一气泵14及一电磁阀9，气泵14通过电磁阀9与气囊8相连通，电磁阀9的侧壁上有4个通气孔，其中面向气泵14的一侧设有两个通气孔，面向气囊8的一侧设有两个通气孔。气泵入口141、气泵出口142分别利用连通管13与面向气泵14一侧的两个通气孔密封连通，气囊8通过导管13与面向气囊8一侧的一个通气孔密封连通。

所述电磁阀9中的阀芯具有两个工作位，分别是交叉连通位91及直通位92，当电磁阀9如图5中所示的直通位92处于工作位置时，气囊8与气泵14的气泵出口142密封连通，气泵入口141与外界大气相通，气泵14工作时适于将外界空气压缩后充入气囊8内。当电磁阀9中如图6所示的交叉连通位91处于工作位置时，气囊8与气泵入口141密封连通，气泵出口142与外界大气相通，气泵14工作时将气囊8内的空气抽出并排入外界，当气囊8内的空气被抽空时、气囊8将从相应的通孔61处收缩回气囊盒6内。各电磁阀9及气泵14分别与控制器电连接并受控制器的控制。

所述气泵出口142所连接的连通管13上邻近电磁阀9的端部与电磁阀9的通气孔之间密封连接有单向阀10，单向阀10只允许气体由气泵出口142流向电磁阀9，该单向阀10具有设定的开启压力。

当气泵14工作时，向对应的气囊8内充入气体，气囊8从通孔61处逐渐展开，可以根据所需的两栖无人机的机身1相对水面的高度调节各气囊8中的充气量，当各气囊8都充足至最大压力时，两栖无人机的机身1相对于水面的高度达到最大值。当需要调整两栖无人机相对于水面的倾斜姿态时，可以根据需要调整不同气囊8中的充气量，当一些气囊8处于充气弹出状态时，另一些气囊8可以处于抽气收缩状态，各自的气流互不干扰，使两栖无人机调整其工作姿态，提高无人机的工作能力。当其中一个气泵损坏后，不会影响其余气囊的弹出，提高了两栖无人机的工作可靠性。

当该两栖无人机因故障在陆地迫降时，可以使各气囊8都充入设定压力的气体，防止两栖无人机落地时损坏。

实施例2

如图7所示，该两栖无人机的机身1内设有一个气泵14，各气囊盒6内分别设有一个电磁阀9及一个气囊8，气泵14与各电磁阀9通过连通管13密封连接，气泵出、入口与各电磁阀9的连接方式与实施例一相通。采用该布置方式，可以节省气泵的数量，同时，有利于减轻两栖无人机的重量，提高其续航能力。该方案中的所有气囊8必须都处于同一工作状态，如充气状态或抽气状态，以避免连通各电磁阀9的连通管13中的气流相互干扰。

实施例3

如图8-9所示，该两栖无人机的机身1底部密封连接有一向下延伸的伸缩杆15，该伸缩杆15在设定的伸缩范围内沿垂直于四个杆翼2的方向相对于机身1移动，伸缩杆15的底端与直角弯头16的一端密封转动连接，该弯头16可绕伸缩杆15的轴线相对于伸缩杆15旋转，弯头16内设有一电机，电机的转轴17密封伸出弯头16上远离伸缩杆15的端部，该转轴17的外端固定连接有一螺旋桨18。机身1内还设有驱动伸缩杆15伸缩及弯头16旋转的驱动装置，该驱动装置与控制器电连接。

当该两栖无人机浮于水面上时，该伸缩杆15可以相对机身1向下移动，从而将螺旋桨18伸入水中，同时转动弯头16使螺旋浆18朝向设定的方向，电机驱动旋转桨18旋转，从而推动两栖无人机朝设定方向沿水面移动。

实施例4

在采用上述实施例1-3之一的无人机的基础上，本实施例的基于北斗导航的无人机控制系统，包括：用于控制无人机按相应路径飞行的处理器模块，与该处理器模块相连的路径优化子系统；所述路径优化子系统适于获得各楼间风的实时数据，并建立城市楼间风道网；当无人机设定飞行目的地后，所述路径优化子系统适于根据城市楼间风道网选择无人机飞至该目的地的最优路径。

具体的，各楼间风的实时数据适于通过分布于各高楼间的风道数据采集节点获得，所述风道数据采集节点包括：安装于楼宇间的用于检测楼间风风速的风速传感器和楼间风风向的风向传感器，并且与该风速传感器和风向传感器相连的节点处理器和无线模块，即将风速、风向数据通过无线方式发送至无人机，以通过路径优化子系统进行数据分析，进而建立城市楼间风道。

无人机在设定飞行目的地后，分析飞行路径所经历的城市相应楼间风道，并规划出最合理的飞行路线，即为最优路径。

具体的，城市楼间风道网以各楼间风道的交点为节点，并且根据相邻两节点之间的楼间风道的风速、风向数据进行路径选择，即选取风向与飞行路径相匹配的相应楼间风道作为最优路径的选择路段，使无人机尽可能的在顺风的情况下到达目的地，以达到提高飞行速度，降低燃料消耗的目的；或者选择虽逆风、但风速小、路程短的路段。具体可以通过设定相应限定值，例如逆风状态时，将具体的风速级别进行数字化，如1级、2级等，路程也可以设置10米、20米或30米等，例如设定路段选择条件为不大于风速2级，路程不超过20米时，可以选择该路段，则在最优路径规划过程中，若某一路段满足上述条件，则可以选择该路段加入至最优路径。

如图10所示，获得无人机从起始位置A到目的地E的多条路径，且根据各路径所相关的楼间风道的风向对路径进行筛选，使无人机尽量在顺风的楼间风道中飞行，例如A到B、B到C、C到D、D到E，且各空心箭头分别表示相应楼间风道的风向。

无人机适于通过机载无线模块接收风道数据采集节点发送的楼间风的实时数据，路径优化子系统获得最优路径，使无人机按照上述路径飞至目标地址。

优选的，如图11所示，所述无人机控制系统还包括：与处理模块相连的北斗导航模块、地图存储模块和用于检测无人机飞行姿态的陀螺仪，以及由该处理器模块控制的飞机动力子系统；具体的，所述无人机内的处理器模块还连接有地图存储模块，处理器模块适于将接收的最优路径与地图信息相匹配，以使无人机按照最优路径进行飞行，在飞行过程中通过北斗导航模块和陀螺仪对飞行路径、飞行姿态进行修正。

其中所述飞机动力子系统包括：由处理器模块控制的水平动力机构和垂直动力机构；其中所述水平动力机构位于机身处，且包括：水平螺旋桨机构；所述垂直动力机构包括：对称设于左、右机翼处的垂直螺旋桨机构；所述垂直螺旋桨机构包括至少一垂直螺旋桨，用于将垂直螺旋桨机构悬挂于机翼下方的悬挂装置，所述垂直螺旋桨适于通过相应微型电机驱动转动；所述悬挂装置包括：适于使垂直螺旋桨向前或向后倾斜的第一角度微调电机，以及使垂直螺旋桨向左或向右倾斜的第二角度微调电机；其中所述第一、第二角度微调电机和微型电机均由处理器模块控制，以根据飞行姿态调节垂直螺旋桨的倾角和垂直螺旋桨的转速，适合高空悬停或者保持相应飞行姿态控制。

垂直螺旋桨包括两个垂直螺旋桨，且前后对称设置，因此，也同样包括两个第二角度微调电机，该两个第二角度微调电机由处理器模块控制适于同步转动。

所述无人机还设有用于检测飞行过程中所遇侧风的风向传感器和风速传感器，所述风向传感器和风速传感器适于将当前无人机所受侧风的风向和风速数据发送至处理器模块；所述处理器模块适于根据侧风的风向和风速数据，调节垂直螺旋桨的倾角和垂直、水平螺旋桨的转速，以稳定当前飞行姿态。

若无人机在城市中楼间飞行，则侧风属于楼间风的一种。

具体的，所述风向传感器和风速传感器用于测得无人机在飞行过程中实际获得的侧风的风向和风速数据，进而通过垂直螺旋桨的倾角，即前或后，左或右调节，并结合垂直、水平螺旋桨的转速，以起到稳定飞行姿态的效果，并且若侧风有利于飞行，则还可以适当降低水平螺旋桨的转速，以节约电能。

例如无人机从东往西飞行，若遇到西南方向的侧风，则处理器模块适于调节垂直螺旋桨的倾角，即向西南方向倾斜，以抵消西南方向的侧风对无人机飞行路线的影响；并且，根据风速大小，改变垂直螺旋桨的转速。或者利用无人机运输快递时，通过无人机可以保持稳定的悬停姿态，以保证飞行高度与送货楼层相匹配，提高送货的准确性，降低无人机碰撞几率。其中，所述处理器模块例如但不限于采用单片机(例如51系列单片机)或ARM处理器。

优选的，所述无人机的机翼上覆盖有光伏电池，所述路径优化子系统还适于获得各楼间的实时光照强度，以及所述路径优化子系统在选择最优路径时，若两条或两条以上的路段具有相同数据的楼间风，则将实时光照强度最大的路段选入最优路径中。

进一步，所述路径优化子系统还适于获得城市上空的云层数据，且在选择最优路径时，避开云层覆盖区的路段；以及所述处理器模块还与用于拍摄建筑物全景的摄像装置相连，且所述处理器模块适于根据建筑物全景识别该建筑物的高度；当无人机在雨雪天气飞行时，所述路径优化子系统适于选择建筑物的背风路段作为无人机在最优路径中的路径选择；并且使无人机的飞行高度低于该建筑物的高度，以遮挡雨雪。

优选的，所述处理器模块还与机内的充放电控制模块相连，且所述充放电控制模块适于将机载电池电量发送至处理器模块，且当机载电池电量低于一设定值时，所述处理器模块控制无人机停至一光照强度高的区域，以通过所述光伏电池对机载电池进行充电；或所述处理器模块控制无人机停至一风力较大的区域，以通过风吹动水平螺旋桨和/或垂直螺旋桨产生电能对机载电池进行充电；其中所述垂直螺旋桨适于通过第一、第二角度微调电机调节倾角，以获得最大风力，提高风力发电效率。具体的，所述无人机控制系统还包括：充放电控制模块，且该充放电控制模块适于将风力和太阳能所产生电能进行互补后对机载电池进行充电，所述充放电控制模块可以通过现有技术的相应风光互补模块实现。

实施例5

在实施例4基础上，本发明还提供了一种基于北斗导航的无人机的飞行控制方法，即对无人机飞至目的地的路径进行选择，以获得最优路径。

在本实施例4中关于无人机及其控制系统的相关内容具体详见实施例4中的详细描述。

对无人机飞至目的地的路径进行选择，以获得最优路径的方法包括：

获得各楼间风的实时数据，并建立城市楼间风道网；当无人机设定飞行目的地后，无人机内的处理器模块通过路径优化子系统适于根据城市楼间风道网选择无人机飞至该目的地的最优路径。

所述无人机的机翼上覆盖有光伏电池，所述路径优化子系统还适于获得各楼间的实时光照强度；所述路径优化子系统在选择最优路径时，若两条或两条以上的路段具有相同数据的楼间风，则将实时光照强度最大的路段选入最优路径中。其中实时光照数据可以通过在风道数据采集节点内放置光敏传感器，以获得楼间的实时光照强度

所述路径优化子系统还适于获得城市上空的云层数据，且在选择最优路径时，避开云层覆盖区的路段；其中，所述云层数据适于通过气象卫星获得，或通过当地的多个气象观察哨实时获取。

所述无人机还设有用于拍摄建筑物全景的摄像装置，该摄像装置与处理器模块相连，且所述处理器模块适于根据建筑物全景识别该建筑物的高度；当无人机在雨雪天气飞行时，所述路径优化子系统适于选择建筑物的背风路段作为无人机在最优路径中的路径选择；并且使无人机的飞行高度低于该建筑物的高度，以遮挡雨雪。

所述飞行控制方法还包括：根据飞行姿态调节垂直螺旋桨的倾角和转速的方法包括：所述处理器模块适于控制第一角度微调电机带动垂直螺旋桨向前倾斜，同时控制水平螺旋桨机构中水平螺旋桨工作，以缩短无人机到达设定的巡航高度的时间，且在无人机在达到巡航高度的同时，满足其巡航速度。所述无人机还设有用于检测飞行过程中所遇侧风的风向传感器和风速传感器，所述风向传感器和风速传感器适于将当前无人机所受侧风的风向和风速数据发送至处理器模块；所述处理器模块适于根据侧风的风向和风速数据，调节垂直螺旋桨的倾角和垂直、水平螺旋桨的转速，以稳定与当前飞行姿态。

具体的，所述处理器模块适于根据侧风的风向和风速数据，调节垂直螺旋桨的倾角和垂直、水平螺旋桨的转速，以稳定与当前飞行姿态的方法包括：若无人机在空中悬停，则水平螺旋桨停止工作，且垂直螺旋桨工作，所述处理器模块适于根据侧风的风向和风速数据，改变垂直螺旋桨的倾角和转速，以稳定悬停姿态；若无人机巡航，所述处理器模块适于根据侧风的风向和风速数据，改变垂直螺旋桨的倾角和转速，以保持巡航高度。

具体实施过程：若无人机在控制悬停，若遇到从东往西的侧风，则垂直螺旋桨的倾角对应侧风方向，以抵消侧风对无人机飞行姿态的影响，并且根据侧风的风速调节垂直螺旋桨的转速。

所述处理器模块适于判断侧风的风向和风速是否有助于飞行，若有助于飞行，则降低垂直螺旋桨和/或水平螺旋桨101的转速，节约电能，提高无人机的巡航里程。

所述处理器模块还与机内的充放电控制模块相连，且所述充放电控制模块适于将机载电池电量发送至处理器模块，且当机载电池电量低于一设定值时，所述处理器模块控制无人机停至一光照强度高的区域，以通过所述光伏电池对机载电池进行充电；或所述处理器模块控制无人机停至一风力较大的区域，以通过风吹动水平螺旋桨和/或垂直螺旋桨产生电能对机载电池进行充电；其中所述垂直螺旋桨适于通过第一、第二角度微调电机调节倾角，以获得最大风力，提高风力发电效率。具体的，所述无人机控制系统还包括：充放电控制模块，且该充放电控制模块适于将风力和太阳能所产生电能进行互补后对机载电池进行充电，所述充放电控制模块可以通过现有技术的相应风光互补模块实现。

Claims (1)

1.一种两栖无人机，其特征在于包括：气泵（14）及设于杆翼（2）下侧的气囊盒（6），气囊盒（6）内设有适于向下弹出的气囊（8），气泵（14）通过可控阀与气囊（8）密封连通，当可控阀中的阀芯位于不同工作位置时、适于使气泵（14）向气囊（8）泵送空气或者使气泵（14）将气囊（8）内的空气抽送至外界；

该无人机包括基于北斗导航的无人机控制系统，该无人机控制系统包括：用于控制无人机按相应路径飞行的处理器模块，与该处理器模块相连的路径优化子系统；所述路径优化子系统适于获得各楼间风的实时数据，并建立城市楼间风道网；当无人机设定飞行目的地后，所述路径优化子系统适于根据城市楼间风道网选择无人机飞至该目的地的最优路径；

所述无人机控制系统还包括：与处理模块相连的北斗导航模块、地图存储模块和用于检测无人机飞行姿态的陀螺仪，以及由该处理器模块控制的飞机动力子系统；其中所述飞机动力子系统包括：由处理器模块控制的水平动力机构和垂直动力机构；其中所述水平动力机构位于机身处，且包括：水平螺旋桨机构；所述垂直动力机构包括：对称设于左、右机翼处的垂直螺旋桨机构；所述垂直螺旋桨机构包括至少一垂直螺旋桨，用于将垂直螺旋桨机构悬挂于机翼下方的悬挂装置，所述垂直螺旋桨适于通过相应微型电机驱动转动；所述悬挂装置包括：适于使垂直螺旋桨向前或向后倾斜的第一角度微调电机，以及使垂直螺旋桨向左或向右倾斜的第二角度微调电机；其中所述第一、第二角度微调电机和微型电机均由处理器模块控制，以根据飞行姿态调节垂直螺旋桨的倾角和垂直螺旋桨的转速；

所述路径优化子系统还适于获得各楼间的实时光照强度，以及所述路径优化子系统在选择最优路径时，若两条或两条以上的路段具有相同数据的楼间风，则将实时光照强度最大的路段选入最优路径中；

所述路径优化子系统还适于获得城市上空的云层数据，且在选择最优路径时，避开云层覆盖区的路段；以及所述处理器模块还与用于拍摄建筑物全景的摄像装置相连，且所述处理器模块适于根据建筑物全景识别该建筑物的高度；当无人机在雨雪天气飞行时，所述路径优化子系统适于选择建筑物的背风路段作为无人机在最优路径中的路径选择；并且使无人机的飞行高度低于该建筑物的高度，以遮挡雨雪。

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