CN111660742A - 一种多旋翼两栖无人机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种多旋翼两栖无人机，其中，包括耐压壳体，所述耐压壳体的两侧分别对称设有折叠机臂，所述折叠机臂上设有驱动机构，所述驱动机构上设有螺旋桨，所述耐压壳体上设有用于控制无人机在水下竖直方向运动的第一水下推进器，所述耐压壳体的尾端设有第二水下推进器，所述耐压壳体内部设有电池舱体，所述耐压壳体底部设有压力传送器，所述耐压壳体内设有控制器，所述压力传送器、第一水下推进器、第二水下推进器和驱动机构均与所述控制器连接。本发明在水下和空中使用不同机构进行运动，且结构紧凑，在水下受到阻力小，适应性强。
Description
技术领域
本发明涉及无人机技术领域，更具体地，涉及一种多旋翼两栖无人机。
背景技术
随着科技的不断进步，无人机已经广泛应用到各行各业中，执行诸如航拍、运输、侦查等任务。传统无人机只能实现天空飞行，而实际运用中，这种无人机局限性非常强，例如在视频拍摄中，常常会有从空中进入水中或者从水中进入空中的第一视角画面；在环境监测中，则受到地形限制往往非常严重。在现实生活中，对于许多工作都要求无人机频繁完成水空过渡，现代各国普遍采用多旋翼无人机完成空中部分的工作，用潜航器完成水下工作，带来了很多不便。中国专利公开号CN110282129A，公开日期为2019年9月27日，该专利名称为一种十字型共轴倾转旋翼两栖无人机，该专利公开了一种十字型共轴倾转旋翼两栖无人机，包括机体、设于机体上的倾转式共轴多旋翼机构以及防水密封舱，所述防水密封舱内安装有电源模块和飞控模块，所述飞控模块分别与倾转式共轴多旋翼机构以及电源模块电连接，倾转式共轴多旋翼机构为由固定旋翼结构和倾转式旋翼结构组成的倾转式共轴八旋翼机构。该发明利用空中飞行的旋翼进行水下运动，但是整体结构不够紧凑，水下运动受到较大的阻力。
发明内容
本发明的目的在于克服现有双栖无人机在水下和空中共用旋翼进行运动，使得无人机在水下结构不够紧凑，受到的阻力大的缺点，提供一种多旋翼两栖无人机。本发明在水下和空中使用不同机构进行运动，且结构紧凑，在水下受到阻力小，适应性强。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种多旋翼两栖无人机，其中，包括耐压壳体，所述耐压壳体的两侧分别对称设有折叠机臂，所述折叠机臂上设有驱动机构，所述驱动机构上设有螺旋桨，所述耐压壳体上设有用于控制无人机在水下竖直方向运动的第一水下推进器，所述耐压壳体的尾端设有第二水下推进器，所述耐压壳体内部设有电池舱体，所述耐压壳体底部设有压力传送器，所述耐压壳体内设有控制器，所述压力传送器、第一水下推进器、第二水下推进器和驱动机构均与所述控制器连接。当本装置在空中飞行时，折叠机臂呈展开状态，控制器控制折叠机臂上的驱动机构带动螺旋桨旋转进行飞行，压力传送器将测得的压力转成电信号输入控制器，控制器发出指令给驱动机构对螺旋桨进行驱动调整；当本装置在水下时，折叠机臂呈折叠状态，折叠机臂上的螺旋桨紧贴耐压壳体，控制器控制第一水下推进器和第二水下推进器启动，带动本装置在水下移动。本装置在空中使用螺旋桨进行飞行，在水下利用水下推进器进行运动，针对不同环境采用不同的运动机构，提高了无人机的适应能力；在水下时，折叠机臂的折叠能够使得整体结构更加紧凑，在水下受到的阻力减小，且本技术方案不需要用到潜水泵、气囊等装置实现水下工作，不仅提高了无人机的续航能力，还减小了无人机的体积和负重。
进一步的，所述耐压壳体底部设有可拆卸脚架。脚架能够协助无人机在地面上的停放，在使用过程中，可以根据实际使用情况进行安装拆卸。
进一步的，所述耐压壳体底部设有可拆卸的水下声呐。水下声呐可以帮助本装置在水下进行测量和观察，如果在水下不需要使用到水下声呐，就可以将水下声呐进行拆卸。
进一步的，所述耐压壳体首端设有水下照明灯。水下照明灯为本装置在水下提供照明。
进一步的，所述折叠机臂包括第一杆和两根第二杆，所述第一杆与所述耐压壳体固定连接，两根第二杆分别通过轴承连接在所述第一杆的两端，所述轴承上均设有防水舵机。第二杆是通过轴承的旋转完成在第一杆上的展开和折叠，防水舵机控制轴承的旋转，当无人机需要在水下进行工作时，第二杆通过轴承旋转与第一杆折叠重合，第二杆上的螺旋桨紧贴耐压壳体，当无人机需要在空中飞行时，第二杆通过轴承旋转不再与第一杆折叠重合，而是与第一杆展开形成固定角度，第二杆上的螺旋桨远离耐压壳体进行旋转。
进一步的，所述驱动机构采用无刷电机，每个所述第二杆上均对应连接一个所述无刷电机，每个所述无刷电机均对应连接一个所述螺旋桨。无刷电机控制螺旋桨的驱动。
进一步的，所述第一水下推进器对称设置在所述耐压壳体的两侧，每侧所述耐压壳体上均设有两个所述第一水下推进器，所述第一水下推进器的轴线与所述耐压壳体的对称轴垂直，所述耐压壳体的尾部设有两个第二水下推进器，所述第二水下推进器的轴线与所述耐压壳体的对称轴平行。其中第一水下推进器的轴线与耐压壳体的对称轴垂直，即第一水下推进器垂直放置，可稳定掌控无人机的水下姿态，为使用者提供平稳的使用平台，控制无人机在水下竖直方向的运动；两个第二水下推进器的轴线与耐压壳体的对称轴平行，即第二水下推进器水平放置，为无人机提供水平推力，提供进退自由度，且两个第二水下推进器正反差速运转可以为无人机提供转艏自由度。
进一步的，所述电池舱体上设有电池舱舱盖和电池舱密封圈，所述电池舱舱盖放在所述电池舱体上，所述电池舱密封圈位于所述电池舱舱盖与所述电池舱体之间。电池舱密封圈和电池舱舱盖对电池舱体进行密封。
进一步的，所述耐压壳体首端还设有摄像头，所述摄像头上设有依次叠放的O型密封圈、亚克力半球罩和半球罩压板。本技术方案中，无人机在水下或者在空中要完成图片拍摄或是录制视频等任务时，需要在无人机上安放摄像头，其中，在摄像头上依次叠放的O型密封圈、亚克力半球罩和半球罩压板，不但可以保护摄像头还能起到防水作用。
进一步的，所述耐压壳体尾部设有防水航空插头。防水航空插头能够帮助无人机加装浮标型天线等设备。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明通过螺旋桨和水下推进器的配合，在空中使用螺旋桨进行飞行，在水下利用水下推进器进行运动，针对不同环境采用不同的运动机构，提高了无人机的适应能力。
2.本发明采用折叠机臂，在水下可以进行折叠，减小了无人机在水下运动的阻力。
3.本发明所述无人机采用集成型耐压壳体设计，折叠机臂和水下推进器等部件直接安装在耐压壳上，结构紧凑，避免了其他多余连接件的安装，减轻了整机重量。
4.本发明采用兼容性设计，在耐压壳体底部可卸下脚架并安装其他如水下声纳等外设；在耐压壳体尾部预留多余防水航空插头，可加装浮标型天线等设备。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明的爆炸示意图。
图3为本发明在水下工作的使用状态图。
图4为本发明中防水航空插头所在位置的结构示意图。
图示标记说明如下：
1-耐压壳体，2-折叠机臂，201-第一杆，202-第二杆，3-第一水下推进器，4-第二水下推进器，5-防水舵机，6-螺旋桨，7-水下照明灯，8-亚克力半球罩，9-半球罩压板，10-O型密封圈，11-压力传送器，12-脚架，13-电池舱舱盖，14-电池舱密封圈，15-电池舱体，16-防水航空插头，17-轴承。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
第一实施例
如图1至图3所示为本发明一种多旋翼两栖无人机的第一实施例。一种多旋翼两栖无人机，其中包括耐压壳体1，耐压壳体1的两侧分别对称设有一个折叠机臂2，折叠机臂2上设有驱动机构，驱动机构采用的是无刷电机，无刷电机上设有螺旋桨6，耐压壳体1的两侧还对称设有四个第一水下推进器3，耐压壳体1的尾端设有两个第二水下推进器4，耐压壳体1内部设有电池舱体15和飞行控制器，耐压壳体1底部设有压力传送器11，压力传送器11将测得的数据传入飞行控制器，飞行控制器控制两种水下推进器和无刷电机的运行；电池舱体15内部装有电池，为驱动机构、飞行控制器和两种水下推进器供电。
其中，折叠机臂2由第一杆201和两根第二杆202组成，其中，第一杆201与耐压壳体1之间通过中心驳接件进行连接，在中心驳接件的连接处还设有防水密封圈，两根第二杆202分别通过轴承17连接在第一杆201的两端，每个第二杆202远离第一杆201的一端上均设有无刷电机，每个无刷电机上均设有一个螺旋桨6，故本实施例中一共设有四个螺旋桨6和四个轴承17，在每个轴承17上均设有一个防水舵机5，防水舵机5上设有碳纤维管，碳纤维管围绕安装在轴承17上，防水舵机5通过碳纤维管带动轴承17旋转；本实施例中，第二杆202与第一杆201是通过在第一杆201两端的轴承17的旋转完成展开和折叠；当无人机需要在水下进行工作时，第二杆202通过轴承17旋转与第一杆201折叠重合，第二杆202上的螺旋桨6紧贴耐压壳体1，当无人机需要在空中飞行时，第二杆202通过轴承17旋转不再与第一杆201折叠重合，而是展开与第一杆201形成固定角度，第二杆202上的螺旋桨6远离耐压壳体1进行旋转。
其中，折叠机臂2上设置的两个防水舵机5和无刷电机均反向错位设置，即折叠机臂2两端的无刷电机，一个朝下安装，另一个朝上安装，其各自对应的防水舵机5是一个朝上安装，另一个朝下安装，使得本实施例整体结构紧凑，各个无刷电机上连接的螺旋桨6之间也不会互相干扰。
本实施例中，耐压壳体1底部设有可拆卸脚架12。脚架12能够协助无人机在地面上的停放，在使用过程中，可以根据实际使用情况进行拆卸。
本实施例中，耐压壳体1的两侧分别对称设置两个第一水下推进器3，耐压壳体1尾部设有两个第二水下推进器4，其中第一水下推进器3的轴线与耐压壳体1的对称轴垂直，即第一水下推进器3垂直放置，能够稳定掌控无人机的水下姿态，为使用者提供平稳的使用平台；两个第二水下推进器4的轴线与耐压壳体1的对称轴平行，即第二水下推进器4水平放置，为无人机提供水平推力，提供进退自由度，且两个第二水下推进器4正反差速运转能够为无人机提供转艏自由度。
本实施例中，耐压壳体1首端设有摄像头，摄像头上设有依次叠放的O型密封圈10、亚克力半球罩8和半球罩压板9，不但可以保护摄像头还能起到防水作用。
本实施例中，耐压壳体1首端还设有两个水下照明灯7，配合摄像头在照明不足的环境下提供照明。
本实施例的工作原理如下文所示：当本实施例在需要在空中工作时，折叠机臂2呈展开状态，飞行控制器控制无刷电机的启动和输出，关闭第一水下推进器3和第二水下推进器4，无刷电机连接的螺旋桨6旋转带动本实施例进行飞行；当无人机进入水下时，折叠机臂2呈折叠状态，飞行控制器控制第一水下推进器3和第二水下推进器4的启动和输出，关闭无刷电机，两个水下推进器带动本实施例在水进行运动。
第二实施例
本实施例与实施例1类似，所不同之处在于，本实施例中耐压壳体1底部设有可拆卸的水下声呐。水下声呐可以帮助本实施例在水下进行测量和观察，如果在水下不需要使用到水下声呐，可以将水下声呐进行拆卸。
本实施例中，电池舱体15位于耐压壳体上，且电池舱体15上设有电池舱舱盖13和电池舱密封圈14，电池舱舱盖13放在电池舱体15上，电池舱密封圈14位于电池舱舱盖13与电池舱体15之间，电池舱密封圈14和电池舱舱盖13对电池舱体15进行密封。
如图4所示，耐压壳体1尾部还设有防水航空插头16。防水航空插头16能够帮助无人机加装浮标型天线等设备。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种多旋翼两栖无人机，其特征在于：包括耐压壳体，所述耐压壳体的两侧分别对称设有折叠机臂，所述折叠机臂上设有驱动机构，所述驱动机构上设有螺旋桨，所述耐压壳体上设有用于控制无人机在水下竖直方向运动的第一水下推进器，所述耐压壳体的尾端设有第二水下推进器，所述耐压壳体内部设有电池舱体，所述耐压壳体底部设有压力传送器，所述耐压壳体内设有控制器，所述压力传送器、第一水下推进器、第二水下推进器和驱动机构均与所述控制器连接。
2.根据权利要求1所述的一种多旋翼两栖无人机，其特征在于：所述耐压壳体底部设有可拆卸脚架。
3.根据权利要求1所述的一种多旋翼两栖无人机，其特征在于：所述耐压壳体底部设有可拆卸的水下声呐。
4.根据权利要求1所述的一种多旋翼两栖无人机，其特征在于：所述耐压壳体首端设有水下照明灯。
5.根据权利要求1所述的一种多旋翼两栖无人机，其特征在于：所述折叠机臂包括第一杆和两根第二杆，所述第一杆与所述耐压壳体固定连接，两根第二杆分别通过轴承连接在所述第一杆的两端，所述轴承上均设有防水舵机。
6.根据权利要求5所述的一种多旋翼两栖无人机，其特征在于：所述驱动机构采用无刷电机，每个所述第二杆上均对应连接一个所述无刷电机，每个所述无刷电机均对应连接一个所述螺旋桨。
7.根据权利要求1所述的一种多旋翼两栖无人机，其特征在于：所述第一水下推进器对称设置在所述耐压壳体的两侧，每侧所述耐压壳体上均设有两个所述第一水下推进器，所述第一水下推进器的轴线与所述耐压壳体的对称轴垂直，所述耐压壳体的尾部设有两个第二水下推进器，所述第二水下推进器的轴线与所述耐压壳体的对称轴平行。
8.根据权利要求1所述的一种多旋翼两栖无人机，其特征在于：所述电池舱体上设有电池舱舱盖和电池舱密封圈，所述电池舱舱盖放在所述电池舱体上，所述电池舱密封圈位于所述电池舱舱盖与所述电池舱体之间。
9.根据权利要求1-8任意一项所述的一种多旋翼两栖无人机，其特征在于：所述耐压壳体首端还设有摄像头，所述摄像头上设有依次叠放的O型密封圈、亚克力半球罩和半球罩压板。
10.根据权利要求9所述的一种多旋翼两栖无人机，其特征在于：所述耐压壳体尾部设有防水航空插头。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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