CN113247251A - 具有在线发电功能的安全可靠的智能无人机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有在线发电功能的安全可靠的智能无人机，包括机身，所述机身的两侧对应安装有机翼，所述机身的另一侧均匀安装有螺旋桨，所述机身的内部设置有动力装置，所述动力装置包括安装在机身后侧的尾桨，动力装置还包括第一电机，所述第一电机的输出轴与尾桨相连接，所述机身的内部设置有发动机，所述发动机的一侧通过进油管道连接有油箱，所述机身的内部还设置有蓄电池和第一电机，所述蓄电池与第一电机电连接，所述蓄电池与发动机电连接，所述发动机的输出轴连接有螺旋桨轴，所述螺旋桨安装在螺旋桨轴，所述发动机的两处分别设置有进气管和排气管，本发明，具有可潜水和航行性能好的特点。

Description

具有在线发电功能的安全可靠的智能无人机

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，具体为一种具有在线发电功能的安全可靠的智能无人机。

背景技术

无人机是一种是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。现在已越来越多地承担着侦查、拍摄和爆破的任务，所以现在出现了多种水陆两栖型无人机。

由于现有纪录片拍摄需要进入水下数十米深进行拍摄，常规的小型潜水舱和人工手持拍摄已不能满足机动性的要求，现有的两栖无人机由于发动机需要氧气的限制，只能在空中航行和在水面上航行，在需要快速潜入水下以躲避敌方的搜寻，且可以突然越出以出其不意之势攻击敌方的场合并不适用。因此，设计可潜水和航行性能好的一种具有在线发电功能的安全可靠的智能无人机是很有必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有在线发电功能的安全可靠的智能无人机，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种具有在线发电功能的安全可靠的智能无人机，包括机身，所述机身的两侧对应安装有机翼，所述机身的另一侧均匀安装有螺旋桨，所述机身的内部设置有动力装置，所述动力装置包括安装在机身后侧的尾桨。

进一步的，所述动力装置还包括第一电机，所述第一电机的输出轴与尾桨相连接，所述机身的内部设置有发动机，所述发动机的一侧通过进油管道连接有油箱，所述机身的内部还设置有蓄电池和第一电机，所述蓄电池与第一电机电连接，所述蓄电池与发动机电连接，所述发动机的输出轴连接有螺旋桨轴，所述螺旋桨安装在螺旋桨轴外部。

进一步的，所述发动机的两处分别设置有进气管和排气管，所述机身靠近的前部底面开设有进气口，所述机身靠近后部的底面开设有排气口，所述进气口与进气管的开口处相邻，所述排气口与排气管的开口处相邻。

进一步的，所述机身的内部设置有换气装置，所述换气装置包括安装于机身内部的第二电机，所述第二电机的输出轴连接有转轴，所述转轴的外部套接有菱形块，所述菱形块的外周面开设有凹滑槽，所述凹滑槽的内壁滑动铰接有支杆，所述支杆的一端铰接有后密封块，所述后密封块与排气口的内壁滑动接触密封，所述机身的内壁对应安装有支套，所述支套的一侧贯穿开设有方孔，且支杆滑动穿过方孔。

进一步的，所述转轴的一端设置有曲柄连杆，所述机身的内壁安装有轴座，所述轴座与转轴转动连接，所述曲柄连杆的杆部底端铰接有滑块，所述滑块的底部连接有前密封块，所述前密封块与进气口的内壁滑动接触密封，所述前密封块的两侧对应安装有换气板，所述换气板的一侧均匀开设有条形槽，所述条形槽的内壁转动设置有换气叶片，所述换器叶片具有向下的开度。

进一步的，所述螺旋桨轴的外部设置有折叠装置，所述折叠装置包括固定安装于螺旋桨轴端头的圆柱套壳，所述圆柱套壳的内壁安装有第三电机，所述第三电机的输出轴外部套接有主动齿轮，所述圆柱套壳的一侧安装有支架，所述支架的内部均匀转动设置有固定轴，所述固定轴的内部套接有第一蜗轮，所述固定轴与螺旋桨通过焊接固定，所述支架的一侧均匀转动安装有蜗杆，所述蜗杆的一端套接有第一从动齿轮，所述第一从动齿轮与主动齿轮相啮合，所述第一蜗轮与蜗杆相啮合。

进一步的，所述折叠装置还包括套接在固定轴上的第二蜗轮，所述蜗杆的数量为两根，且两根蜗杆分别与第二蜗轮和第一蜗轮相啮合，另一根所述蜗杆的一端套接有第二从动齿轮，所述第二从动齿轮与第一从动齿轮相啮合，所述固定轴的一端设置有角度调节装置。

进一步的，所述机身的一侧设置有扰流板固定杆，所述扰流板固定杆的一端连接有扰流板。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明，

（1）通过设置有动力装置，利用螺旋桨和机翼使整机能够飞行，利用尾桨使整机能够在水中潜水航行，使得该飞机具有多栖功能；

（2）通过设置有蓄电池、发动机等构件，在水下航行时利用蓄电池作为动力，在空中飞行时利用发动机作为动力，动力输出大且续航时间长，同时发动机给蓄电池充电，使得水下航行无需从空气中获得氧气或自带空气，利于潜水和隐蔽；

（3）通过在螺旋桨与其固定轴之间设置有折叠装置，在水下行进时将三个螺旋桨收起，贴合机头降低阻力，起飞时将螺旋桨打开至工作状态，利用机翼飞行，提高水下运行速度；

（4）通过设置有蜗轮、蜗杆等构件，可以在螺旋桨展开或收起后实现反行程自锁，此时电机负载接近零，展开或收起后得以稳定保持机翼形状，减少电机能耗，且结构紧凑；

（5）通过两套蜗轮蜗杆带动一个螺旋桨的多余度设计，在一套蜗轮蜗杆失效后其余蜗轮蜗杆仍能保证飞机的平飞和安全入水，安全性能好，且在一套蜗轮蜗杆失效后，将蜗轮旋转一定角度能够避开蜗轮上失效的齿，再次形成完整的多组机构，无需更换蜗轮，使用寿命长；

（6）通过在机身前部开孔，使空气从机身的进气口进入发动机的进气口，在机身的两侧开孔，便于实现发动机的换气；

（7）通过设置有换气装置，使得在水下运行时机体处于密封状态，飞行时可以利用换气板的上下运动在机身内形成空气对流，进行主动换气，机身内部的空气得以循环，便于排出机身内的废气，且散热效果好。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的机身与折叠装置安装示意图示意图；

图3是本发明的折叠装置局部爆炸图；

图4是本发明的折叠装置内部结构示意图；

图5是本发明的第二套蜗轮蜗杆安装示意图；

图6是本发明的机身内部结构示意图；

图7是本发明的排气管与发动机安装示意图；

图8是本发明的换气装置结构示意图；

图9是本发明的能量转换示意图；

图中：1、机身；2、折叠装置；3、换气装置；4、动力装置；11、扰流板固定杆；111、扰流板；12、机翼；13、进气口；14、排气口；21、螺旋桨；22、螺旋桨轴；23、整流帽；24、圆柱套壳；241、第三电机；242、第一从动齿轮；2421、第二从动齿轮；243、主动齿轮；244、蜗杆；25、支架；251、固定轴；26、第一蜗轮；261、第二蜗轮；31、前密封块；32、后密封块；321、支杆；3211、支套；33、菱形块；331、凹滑槽；34、轴座；35、换气板；351、条形槽；36、曲柄连杆；37、滑块；38、第二电机；381、转轴；41、第一电机；411、尾桨；42、发动机；421、进气管；422、排气管；43、油箱；44、蓄电池。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提供技术方案：一种具有在线发电功能的安全可靠的智能无人机，包括机身1，机身1的两侧对应安装有机翼12，机身1的另一侧均匀安装有螺旋桨21，机身1的内部设置有动力装置4，动力装置4包括安装在机身后侧的尾桨411，动力装置4用于给机身1提供动力来源，螺旋桨21用于使机身1向前运动，尾桨411用于使机身1在水中向前运动，机翼12用于利用空气使机身1上浮；

如图6-7，动力装置4还包括第一电机41，第一电机41的输出轴与尾桨411相连接，机身1的内部设置有发动机42，发动机42的一侧通过进油管道连接有油箱43，机身1的内部还设置有蓄电池44和第一电机41，蓄电池44与第一电机41电连接，蓄电池44与发动机42电连接，发动机42的输出轴连接有螺旋桨轴22，螺旋桨21安装在螺旋桨轴22外部，发动机42将油箱43内油的化学能转化为动能输出至螺旋桨轴22，第一电机41工作时带动尾桨411转动，在水下航行时利用蓄电池44作为动力，在空中飞行时利用发动机42作为动力，动力输出大且续航时间长，同时发动机42给蓄电池44充电，使得水下航行无需从空气中获得氧气或自带空气，利于潜水和隐蔽；

如图1、6和7，发动机42的两处分别设置有进气管421和排气管422，机身1靠近的前部底面开设有进气口13，机身1靠近后部的底面开设有排气口14，进气口13与进气管421的开口处相邻，排气口14与排气管422的开口处相邻，发动机42工作时，使空气从机身1的进气口13进入发动机42的进气口13，在机身的两侧开排气口14，发动机42的废气经过排气管422从排气口14出去，便于实现发动机的换气；

如图8，机身1的内部设置有换气装置3，换气装置3包括安装于机身1内部的第二电机38，第二电机38的输出轴连接有转轴381，转轴381的外部套接有菱形块33，菱形块33的外周面开设有凹滑槽331，凹滑槽331的内壁滑动铰接有支杆321，支杆321的一端铰接有后密封块32，后密封块32与排气口14的内壁滑动接触密封，机身1的内壁对应安装有支套3211，支套3211的一侧贯穿开设有方孔，且支杆321滑动穿过方孔，进行换气时第二电机38带动菱形块33转动，当菱形块33转动至横向时，其推动支杆321和后密封块32将排气口14密封，当菱形块33转动至纵向时，支杆321使后密封块32将排气口14畅通，得以使第二电机38有规律地实现排气，并适应水下的工况；

如图8，转轴381的一端设置有曲柄连杆36，机身1的内壁安装有轴座34，轴座34与转轴381转动连接，曲柄连杆36的杆部底端铰接有滑块37，滑块37的底部连接有前密封块31，前密封块31与进气口13的内壁滑动接触密封，前密封块31的两侧对应安装有换气板35，换气板35的一侧均匀开设有条形槽351，条形槽351的内壁转动设置有换气叶片，换器叶片具有向下的开度，当换气时转轴381带动曲柄连杆36运动，使得滑块37带动前密封块31上下运动，运动至上方可以开通进气口13，实现进气，下方可以使进气口13密封，使得在水下运行时机身1处于密封状态，飞行时可以利用换气板35的上下运动在机身内形成空气对流，空气经过条形槽351的换气叶片，向下运动时换气叶片为横向，阻挡条形槽351，使机身1内空气从进气口13挤压出去，上升时换气叶片为纵向，废气穿过条形槽241进入换气板35下方，进行主动换气，机身内部的空气得以循环，便于排出机身内的废气，且散热效果好；

如图2-4，螺旋桨轴22的外部设置有折叠装置2，折叠装置2包括固定安装于螺旋桨轴22端头的圆柱套壳24，圆柱套壳24的内壁安装有第三电机241，第三电机241的输出轴外部套接有主动齿轮243，圆柱套壳24的一侧安装有支架25，支架25的内部均匀转动设置有固定轴251，固定轴251的内部套接有第一蜗轮26，固定轴251与螺旋桨21通过焊接固定，支架25的一侧均匀转动安装有蜗杆244，蜗杆244的一端套接有第一从动齿轮242，第一从动齿轮242与主动齿轮243相啮合，第一蜗轮26与蜗杆244相啮合，当展开或收起螺旋桨21时，第三电机241带动主动齿轮243和第一从动齿轮242转动，蜗杆244转动带动固定轴251和第一蜗轮26转动，在水下行进时将三个螺旋桨21展开或收起，贴合机头降低阻力，起飞时将螺旋桨21打开至工作状态，利用机翼12飞行，提高水下运行速度，可以在螺旋桨21展开或收起后实现反行程自锁，此时第三电机241负载接近零，展开或收起后得以稳定保持机翼12形状，减少电机能耗，且结构紧凑；

如图4，折叠装置2还包括套接在固定轴251上的第二蜗轮261，蜗杆244的数量为两根，且两根蜗杆244分别与第二蜗轮261和第一蜗轮26相啮合，另一根蜗杆244的一端套接有第二从动齿轮2421，第二从动齿轮2421与第一从动齿轮242相啮合，固定轴251的一端设置有角度调节装置，通过加装了一对第二蜗轮261，第一从动齿轮242带动第二从动齿轮2421转动，从而带动第二蜗轮261转动，两套蜗轮蜗杆带动一个螺旋桨21的多余度设计，在一套蜗轮蜗杆失效后其余蜗轮蜗杆仍能保证飞机的平飞和安全入水，安全性能好，且在一套蜗轮蜗杆失效后，将蜗轮旋转一定角度能够避开蜗轮上失效的齿，再次形成完整的多组机构，无需更换蜗轮，使用寿命长；

如图1，机身1的一侧设置有扰流板固定杆11，扰流板固定杆11的一端连接有扰流板111，扰流板111的角度调整便于机身1在空中和水中转向，当从水入空时，扰流板111应使机身1的角度大幅度向上倾斜，以提供出水角度便于出水，当从空入水时使机身1大幅度向下倾斜便于减小入水阻力。

实施例：当在水上使用该无人机时，使换气装置3将排气口14与进气口13堵住，防止水分进入，并用折叠装置2将螺旋桨21收起，接着利用动力装置4带动尾桨411转动， 装置得以受到向前的推力，当准备飞行时，先浮在水面，再利用扰流板111调整角度，利用动力装置4驱动螺旋桨21转动，配合机翼12飞行，换气装置3用于保持水下不漏气进机身1内，且在空中能进行换气。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种具有在线发电功能的安全可靠的智能无人机，包括机身（1），其特征在于：所述机身（1）的两侧对应安装有机翼（12），所述机身（1）的另一侧均匀安装有螺旋桨（21），所述机身（1）的内部设置有动力装置（4），所述动力装置（4）包括安装在机身后侧的尾桨（411）；

所述螺旋桨轴（22）的外部设置有折叠装置（2），所述折叠装置（2）包括固定安装于螺旋桨轴（22）端头的圆柱套壳（24），所述圆柱套壳（24）的内壁安装有第三电机（241），所述第三电机（241）的输出轴外部套接有主动齿轮（243），所述圆柱套壳（24）的一侧安装有支架（25），所述支架（25）的内部均匀转动设置有固定轴（251），所述固定轴（251）的内部套接有第一蜗轮（26），所述固定轴（251）与螺旋桨（21）通过焊接固定，所述支架（25）的一侧均匀转动安装有蜗杆（244），所述蜗杆（244）的一端套接有第一从动齿轮（242），所述第一从动齿轮（242）与主动齿轮（243）相啮合，所述第一蜗轮（26）与蜗杆（244）相啮合；

所述折叠装置（2）还包括套接在固定轴（251）上的第二蜗轮（261），所述蜗杆（244）的数量为两根，且两根蜗杆（244）分别与第二蜗轮（261）和第一蜗轮（26）相啮合，另一根所述蜗杆（244）的一端套接有第二从动齿轮（2421），所述第二从动齿轮（2421）与第一从动齿轮（242）相啮合，所述固定轴（251）的一端设置有角度调节装置。

2.根据权利要求1所述的一种具有在线发电功能的安全可靠的智能无人机，其特征在于：所述机身（1）的一侧设置有扰流板固定杆（11），所述扰流板固定杆（11）的一端连接有扰流板（111）。

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