CN112776981A - 一种多栖无人飞行器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多栖无人飞行器，属于无人机技术领域，包括：机身、飞行组件、游泳组件、行走组件，机身设有若干连接座，第一连接座位于所述机身轴线，第二连接座位于所述机身的四周，飞行组件安装在所述第一连接座上，可实现竖直平面旋转，游泳组件安装在所述第二连接座上，可实现水平面内旋转，行走组件安装在所述飞行组件和所诉游泳组件上，与所述飞行组件和所诉游泳组件共同作用，实现行走效果。本发明提供的一种多栖无人飞行器，解决了岛屿、海域、空域的疆域进行勘察时，无人机适应能力差，功能单一的问题。

Description

一种多栖无人飞行器

技术领域

本发明属于无人机技术领域，更具体地说，是涉及一种多栖无人飞行器。

背景技术

中国在基本实现小康社会目标后，又开启了全面建成小康社会进程。这标志着我国已由国家建设时期转变为国家发展时期。然而，随着我国经济的快速发展以及综合国力的快速提升，国家面临的内部条件和外部环境都发生了深刻的变化，国家的疆域安全形势问题也日渐凸显，领土安全、疆界安全、海疆安全等疆域安全问题再度登上热点。近年来，随着机器人、车辆、无人机技术的日渐成熟，更多先进的机器人车辆和无人机安装各种系统，用于侦查、排爆、地质勘探等军事任务。

岛屿、海域、空域的疆域信息和疆域环境的信息勘探反馈尤为重要，海平面空间大，岛屿环境变幻莫测，人员侦查技术有限，面对突发状况以及恶劣环境下的勘探侦查，人员勘测并不占优势，大型侦察机也可能会是目标暴露，此外，当今国内外大多数为两栖侦查机器，很难达到多栖并行侦查的目的，所以微小、批量化、低成本、多栖应用的侦察机研发被越来越多的国家重视。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多栖无人飞行器，旨在解决现有无人机对岛屿、海域、空域的疆域进行勘察时，无人机所适应能力单一的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种多栖无人飞行器，包括：

机身，上设有位于所述机身四周的第二连接座，以及设置在所述机身轴线上的第一连接座；

飞行组件，包括安装在所述第一连接座上的第一舵机，安装在所述第一连接座的第一电机以及与所述第一电机连接的旋转旋翼轮，所述第一舵机与所述第一电机电路连接，用于实现所述飞行组在件竖直平面的旋转；

游泳组件，包括安装在所述第二连接座上外侧的第二舵机，安装在所述第二连接座的第二电机以及与所述第二电机直接驱动的旋转叶轮，所述第二舵机与所述第二电机电路连接，用于实现所述游泳组件在水平面内的旋转。

优选地，所述第一电机上设有第一驱动轴和第二驱动轴，所述第一驱动轴和所述第二驱动轴均与所述旋转旋翼轮连接。

优选地，所述第二电机上设有第三驱动轴和第四驱动轴，所述第三驱动轴和所述第四驱动轴均与所述旋转叶轮连接。

优选地，所述旋转旋翼轮包括：

旋转大轮，内部中空，两端分别设有第一轮毂，且位于一端所述第一轮毂与所述第一驱动轴连接吗，另一端所述第一轮毂上安装第一电磁盘；

旋翼，设置有若干翼片，设置于所述旋转大轮内部中空部位，且所述翼片一端与所述第二驱动轴连接。

优选地，所述旋转叶轮包括：

旋转小轮，内部中空，两端分别设有第二轮毂，且一端所述第二轮毂与所述第三驱动轴连接，另一端所述第二轮毂上安装第二电磁盘；

叶轮，设置有若干叶片，所述叶片一端与所述第四驱动轴连接。

优选地，所述翼片的两面分别设置有第一磁片，安装在两面的所述第一磁片在同一方向上磁性相反，所述磁片由第一电磁盘驱动旋转。

优选地，所述叶片的两面分别设置有第二磁片，安装在两面的所述第二磁片在同一方向上磁性相反，所述磁片由第二电磁盘驱动旋转。

优选地，所述机身为V-弧形结构，所述机身的内部中空。

本发明提供的一种多栖无人飞行器的有益效果在于：与现有技术相比，本发明一种多栖无人飞行器，第一舵机安装于所述第一连接座上，第一电机设有第一驱动轴和第二驱动轴，所述第一电机一侧与所述第一连接座转动连接，另一侧与所述第一舵机连接，旋转旋翼轮与所述第一电机连接，使无人机的飞行组件可以实现从水平面到数值面的摆动，实现了无人机的飞行能力，第二舵机安装于所述第二连接座上第二电机，设有第三驱动轴和第四驱动轴，所述第二电机一侧与所述第二连接座转动连接另一侧与所述第二舵机连接，旋转叶轮与所述第二电机连接，使无人机的游泳组件可以实现从水平面内摆动，实现了无人机的水中运动的能力，在飞行组件和游泳组件均处于水平面时，第一电机驱动旋转大轮，第二电机驱动旋转小轮，使无人机的游泳组件可以实现从水平面内摆动，实现了无人机的水中运动的能力，解决了岛屿、海域、空域的疆域进行勘察时，无人机适应能力差，功能单一的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种多栖无人飞行器的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种多栖无人飞行器的游泳组件结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种多栖无人飞行器的叶轮结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种多栖无人飞行器的旋翼结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种多栖无人飞行器的陆地前行状态示意图；

图6为本发明实施例提供的一种多栖无人飞行器的水中前行状态示意图；

图7为本发明实施例提供的一种多栖无人飞行器的空中飞行状态示意图；图中：1、机身；2、第二舵机；3、游泳组件；31、上支架轴承；32、旋转支架；33、舵机舵盘；34、电机套；35、下支架轴承；36、第二电机；37、旋转小轮；38、轮毂；39、第二电磁盘；310、轮盘；311、叶轮；312、轴承；313、第四驱动轴；4、飞行组件；5、超声波测距勘探装置；6、红外摄像装置；7、中央处理器；8、螺栓；9、螺母；10、旋翼。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，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。

请一并参阅图1至图7，现对本发明提供的一种多栖无人飞行器进行说明。一种多栖无人飞行器，包括：机身1、飞行组件4、游泳组件3，机身1，上设有位于机身1四周的第二连接座，以及设置在机身1轴线上的第一连接座，飞行组件4包括安装在第一连接座上的第一舵机，安装在第一连接座的第一电机以及与第一电机连接的旋转旋翼轮，第一舵机与第一电机电路连接，用于实现飞行组在件竖直平面的旋转，游泳组件3包括安装在第二连接座上外侧的第二舵机2，安装在第二连接座的第二电机36以及与第二电机36直接驱动的旋转叶轮，第二舵机2与第二电机36电路连接，用于实现游泳组件3在水平面内的旋转，飞行组件4包括：第一舵机、第一电机、旋转旋翼轮,第一舵机安装于第一连接座上，第一电机设有第一驱动轴和第二驱动轴，第一电机一侧与第一连接座转动连接，另一侧与第一舵机连接，旋转旋翼轮与第一电机连接。旋转旋翼轮包括：旋转大轮、旋翼10，旋转大轮内部中空，两端设有开孔轮毂38，且一端轮毂38与第一驱动轴连接，旋翼10安装于轮系中空部位，且一端与第二驱动轴连接。游泳组件3包括：旋转叶轮、第二舵机2，第二舵机2安装于第二连接座上第二电机36，设有第三驱动轴和第四驱动轴313，第二电机36一侧与第二连接座转动连接另一侧与第二舵机2连接，旋转叶轮与第二电机36连接。

本发明提供的一种多栖无人飞行器，与现有技术相比，第一舵机安装于第一连接座上，第一电机设有第一驱动轴和第二驱动轴，第一电机一侧与第一连接座转动连接，另一侧与第一舵机连接，旋转旋翼轮与第一电机连接，使无人机的飞行组件4可以实现从水平面到数值面的摆动，实现了无人机的飞行能力，第二舵机2安装于第二连接座上第二电机36，设有第三驱动轴和第四驱动轴313，第二电机36一侧与第二连接座转动连接另一侧与第二舵机2连接，旋转叶轮与第二电机36连接，使无人机的游泳组件3可以实现从水平面内摆动，实现了无人机的水中运动的能力，在飞行组件4和游泳组件3均处于水平面时，第一电机驱动旋转大轮，第二电机36驱动旋转小轮37，使无人机的游泳组件3可以实现从水平面内摆动，实现了无人机的水中运动的能力，解决了岛屿、海域、空域的疆域进行勘察时，无人机适应能力差，功能单一的问题。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图1至图7，一种多栖无人飞行器，机身1是机构、部件的载体平台，机身1的下半部分采用船身的V-弧型设计，V-弧型机身1可以为装置提供一定的水行浮力，也可以提供一定的飞行浮力，用机身1本身特殊的形状构造，达到无人机在水中或者空中前行时提供一定的浮力的能力，超声波测距勘探装置5和红外摄像装置6安装在机身1前端，超声波测距装置是模块化的测距传感器，测量并采集数据，完成侦查、勘探任务，红外摄像装置6采用模块化的红外摄像头，采集图像信息，完成侦查、勘探任务，其目的是作为无人机的眼睛，用于接收外来信息，中央处理器7安装在机身1内部，一端与超声波测距勘探装置5和红外摄像装置6连接，另一端与飞行组件4、游泳组件3、行走组件连接实现整体驱动。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图1至图7，一种多栖无人飞行器，飞行组件4包括：第一舵机、第一电机、旋转旋翼轮，第一舵机安装于第一连接座上，第一电机，设有第一驱动轴和第二驱动轴，第一电机一侧与第一连接座转动连接，另一侧与第一舵机连接，旋转旋翼轮与第一电机连接。旋转旋翼轮包括：内部中空，两端分别设有第一轮毂，且位于一端第一轮毂与第一驱动轴连接吗，另一端第一轮毂上安装第一电磁盘；翼片的两面分别设置有第一磁片，安装在两面的第一磁片在同一方向上磁性相反，磁片由第一电磁盘驱动旋转。

第一舵机安装在第一连接座上，第一连接座也称之为旋转支架32，旋转支架32通过螺母9和螺栓8安装在机身1上，此旋转支架32处于机身1的轴线位置，第一舵机一端有伸出轴，伸出轴穿过旋转支架32上方预先留出的预留孔，孔的内径与轴承312上支架轴承31的外径配合安装，伸出轴与支架轴承312内径配合安装，第一舵机伸出轴的顶端安装有舵机舵盘33，舵机舵盘33可绕第一舵机的伸出轴进行转动，第一电机通过螺钉安装在电机套34上，电机套34呈圆柱形且内部中空，下方设有转动轴，旋转支架32下方同样设有预留孔，孔的内径与轴承312下支架轴承35的外径配合安装，电机套34下方的转动轴与轴承312下支架轴承35相配合实现电机套34的摆动。电机套34里安装有第一电机，第一电机设有第一驱动轴和第二驱动轴，第一驱动轴旋转速度相对于第二驱动轴转速较慢扭矩较大，通过轮毂38与旋转大轮连接，轮毂38外部安装有轮盘310，用于驱动旋转大轮转动，第二驱动轴安装旋翼10，旋翼10通过轴承312进行固定第二驱动轴旋转速度较快，用于驱动旋翼10快速旋转，旋翼上安装6对翼片的上表面和下表面两面分别安装第一磁片，第一磁片在同一方向上磁性相反，第一电磁盘驱动通电时产生磁场，磁场大小控制翼片的开合角度为无人机提供升力。旋翼10安装在轮毂38内部且上部有轮盘310，在进行飞行时用于对旋翼10的保护。旋翼10上有可旋转的叶片，可通过磁力控制叶片开合大小，在轮盘310外部安装有第一电磁盘，第一电磁盘可以改变自身磁力大小，从达到控制叶片开合的目的。旋转旋翼轮的设计将旋翼10和车轮进行有机的结合，整合为一体，可旋转旋翼轮可以同时满足装置提供空中飞行和陆地行走能力。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图1至图7，一种多栖无人飞行器，游泳组件3包括：第二舵机2第二电机36、旋转叶轮旋转小轮37，内部中空，两端分别设有第二轮毂，且一端第二轮毂与第三驱动轴连接，另一端第二轮毂上安装第二电磁盘39，叶轮311设置有若干叶片，叶片一端与第四驱动轴313连接。叶片的两面分别设置有第二磁片，安装在两面的第二磁片在同一方向上磁性相反，磁片由第二电磁盘39驱动旋转。第一电机上设有第一驱动轴和第二驱动轴，第一驱动轴和第二驱动轴均与旋转旋翼轮连接。

第二舵机2安装在第二连接座上，第二连接座也称之为旋转支架32，此旋转支架32处于机身1的四角位置，第二舵机2一端有伸出轴，伸出轴穿过旋转支架32上方预先留出的预留孔，孔的内径与轴承312上支架轴承31的外径配合安装，伸出轴与支架轴承312内径配合安装，第二舵机2伸出轴的顶端安装有舵机舵盘33，舵机舵盘33可绕第二舵机2的伸出轴进行转动，第二电机36通过螺钉安装在电机套34上，电机套34呈圆柱形，下方设有转动轴，旋转支架32下方同样设有预留孔，孔的内径与轴承312下支架轴承35的外径配合安装，电机套34下方的转动轴与轴承312下支架轴承35相配合实现电机套34的摆动。电机套34里安装有第二电机36，第二电机36设有第三驱动轴和第四驱动轴313，第三驱动轴旋转速度相对于第四驱动轴313转速较慢扭矩较大，通过轮毂38与旋转小轮37连接，用于驱动旋转小轮37转动，第四驱动轴313安装叶轮311，叶轮311通过轴承312进行固定，第四驱动轴313旋转速度较快，用于驱动叶轮311快速旋转，叶轮311上安装6对叶片，叶片的上表面和下表面两面分别安装第二磁片，第二磁片在同一方向上磁性相反，第二电磁盘39驱动通电时产生磁场，磁场大小控制叶片的开合角度为无人机在水中提供前进动力。叶轮311安装在轮毂38内部，在水面航行时用于对叶轮311的保护。叶轮311上有可旋转的叶片，可通过磁力控制叶片开合大小，在轮毂38外部安装有第二电磁盘39，第二电磁盘39可以改变自身磁力大小，从达到控制叶片开合的目的。旋转叶轮将叶轮311和车轮进行有机的结合，整合为一体，转螺叶轮311可以同时满足装置提供水中前行和陆地前行的动力移动需求。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图1至图7，一种多栖无人飞行器，行走组件为第一电机驱动的旋转大轮和第二电机36驱动的旋转小轮37，旋转大轮和旋转小轮37的直径不同，所以第一电机和第二电机36的扭矩不同，且旋转大轮可在竖直平面内转动，为机身1整体可提供纵向支撑，大大加大了脱困能力，旋转小轮37可在平面内进行转动，加大了运动的灵活性。工作状态：

一种多栖无人飞行器在进行工作时分为三种运动状态分别为陆地前行状态、水中前行状态和空中飞行状态。

陆地前行状态：

水陆空多栖侦查移动飞行器在陆地前行时，第一舵机和第二舵机2接收中央处理器7指令，将旋转叶轮和旋转旋翼轮旋转至水平状态，考虑到叶轮311、车轮和旋翼10所需转速不同，故第一电机和第二电机36输出功率不同，因此在陆地前行时旋转旋翼轮的第一电机可以不进行工作，此时可旋转旋翼轮仅作为减震装置工作，在遇到特殊情况时，旋转旋翼轮进行旋转，为无人机提供支持力，第一电机工作达到脱困的目的

水中前行状态

装置在水中前行时，第二舵机2接收中央处理器7的指令，旋转叶轮旋转至与机身1垂直的水平面内，同时第二电机36进的第四驱动轴313进行转动从而驱动叶轮311进行转动，轮系变为游泳模式，为多栖移动飞行器提供水行动力，另外，第一舵机驱动旋转旋翼轮至竖直状态，此时旋转旋翼轮利用旋转大轮内气压为装置提供一定的水面浮力。

空中飞行状态

多栖移动飞行器在空中飞行时，第一舵机接收中央处理器7的指令，旋转旋翼轮旋转至竖直状态，同时，旋转旋翼轮的第一电机工作，满足装置飞行所需的动力和浮力。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种多栖无人飞行器，其特征在于，包括：

机身，上设有位于所述机身四周的第二连接座，以及设置在所述机身轴线上的第一连接座；

飞行组件，包括安装在所述第一连接座上的第一舵机，安装在所述第一连接座的第一电机以及与所述第一电机连接的旋转旋翼轮，所述第一舵机与所述第一电机电路连接，用于实现所述飞行组在件竖直平面的旋转；

游泳组件，包括安装在所述第二连接座上外侧的第二舵机，安装在所述第二连接座的第二电机以及与所述第二电机直接驱动的旋转叶轮，所述第二舵机与所述第二电机电路连接，用于实现所述游泳组件在水平面内的旋转。

2.如权利要求1所述的一种多栖无人飞行器，其特征在于，所述第一电机上设有第一驱动轴和第二驱动轴，所述第一驱动轴和所述第二驱动轴均与所述旋转旋翼轮连接。

3.如权利要求2所述的一种多栖无人飞行器，其特征在于，所述第二电机上设有第三驱动轴和第四驱动轴，所述第三驱动轴和所述第四驱动轴均与所述旋转叶轮连接。

4.如权利要求3所述的一种多栖无人飞行器，其特征在于，所述旋转旋翼轮包括：

旋转大轮，内部中空，两端分别设有第一轮毂，且位于一端所述第一轮毂与所述第一驱动轴连接吗，另一端所述第一轮毂上安装第一电磁盘；

旋翼，设置有若干翼片，设置于所述旋转大轮内部中空部位，且所述翼片一端与所述第二驱动轴连接。

5.如权利要求4所述的一种多栖无人飞行器，其特征在于，所述旋转叶轮包括：

旋转小轮，内部中空，两端分别设有第二轮毂，且一端所述第二轮毂与所述第三驱动轴连接，另一端所述第二轮毂上安装第二电磁盘；

叶轮，设置有若干叶片，所述叶片一端与所述第四驱动轴连接。

6.如权利要求5所述的一种多栖无人飞行器，其特征在于，所述翼片的两面分别设置有第一磁片，安装在两面的所述第一磁片在同一方向上磁性相反，所述磁片由第一电磁盘驱动旋转。

7.如权利要求6所述的一种多栖无人飞行器，其特征在于，所述叶片的两面分别设置有第二磁片，安装在两面的所述第二磁片在同一方向上磁性相反，所述磁片由第二电磁盘驱动旋转。

8.如权利要求7所述的一种多栖无人飞行器，其特征在于，所述机身为V-弧形结构，所述机身的内部中空。

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