CN114571931B - 一种水陆两用无人机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水陆两用无人机，包括，无人机组件，无人机组件具有无人机机体，无人机机体的侧面设有支撑板，支撑板周向等距设有4个，每个支撑板的上表面外端部设有旋叶，旋叶通过转轴与支撑板转动连接，无人机组件的下方设有浮力组件，浮力组件对称设有两个，浮力组件具有浮体，浮体具有中空的半圆柱状结构，浮体的半截面上轴向设有第一连杆，第一连杆的中部设有第二连杆，第二连杆的另一端铰接有第三连杆，第三连杆与第二连杆的中部连接有液压伸缩杆；本发明通过控制液压伸缩杆的伸长与缩短，能够提升无人机组件在空中飞行过程中的重心稳定效果或降低无人机在水面移动过程中倾覆的可能性。

Description

一种水陆两用无人机

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，具体为一种水陆两用无人机。

背景技术

无人机目前在航拍、农业、植保、微型自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检、救灾、影视拍摄、等等领域的应用，大大的拓展了无人机本身的用途，虽然各发达国家也在积极扩展行业应用与发展无人机技术，但当前所使用的无人机设备无法适应水陆两地不同的工作环境。

现有技术公开的一种水陆两用无人机结构（CN109110111A），该发明一方面可有效满足无人机设备在陆地上及水面上起飞降落作业的需要，另一方面，使无人机设备在水面上具备较高的航行能力，从而极大的提高了无人机设备运行的灵活性和可靠性，并极大的拓展了无人机设备应用范围、领域，使得无人机设备的通用性得到极大提高，但其不具备对流体的导流功能以及对无人机主体的防护设施。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水陆两用无人机，以解决无人机在空中飞行时重心不稳、机体底部易产生紊流，以及在水中时，驱动器的推进速度不佳，在陆地降落时，设备底部对冲击力的缓冲不到位的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种水陆两用无人机，包括，无人机组件，无人机组件具有无人机机体，无人机机体具有中空的圆柱状结构，无人机机体的侧面设有支撑板，支撑板周向等距设有4个，每个支撑板的上表面外端部设有旋叶，旋叶通过转轴与支撑板转动连接，无人机组件的下方设有浮力组件，浮力组件对称设有两个，浮力组件具有浮体，浮体具有中空的半圆柱状结构，浮体的半截面上轴向设有第一连杆，第一连杆的中部设有第二连杆，第二连杆的另一端铰接有第三连杆，第三连杆与第二连杆的中部连接有液压伸缩杆，第三连杆的另一端与支撑板的下表面通过电磁铁连接，无人机机体内部设有蓄电池，无人机机体内部设有主控制器；

该一种水陆两用无人机，在空中飞行过程中，通过四组旋叶的旋转带动整个装置的飞行，通过控制液压伸缩杆的伸长，使第二连杆转动到与第三连杆同一直线的位置，此时，两个浮体处于相对靠近的位置，能够提升无人机组件在空中飞行过程中的重心稳定效果，同时，也通过浮体底部的曲面结构，减小了装置整体的飞行阻力，降低浮体及其内部部件的震动；该装置在水中停靠和行进过程中，通过控制液压伸缩杆的缩短，使第二连杆转动到与第三连杆垂直的位置，此时，两个浮体处于相对远离的位置，无人机组件距离水面的距离被缩短，装置整体的重心被降低，有利于提高装置整体的重心稳定效果，降低无人机在水面移动过程中倾覆的可能性；

无人机机体与第三连杆之间通过电磁铁连接，能够便捷地实现无人机机体与其下方的浮力组件的分离，具体地，当浮力组件被撞击无法运行的情况发生时，可通过电磁铁来释放无人机。

两个第三连杆之间还设有导流叶片，导流叶片具有楔形板状结构，导流叶片竖向等距设有3个；

导流叶片的设置一方面可以对该装置在水面行进或者空中飞行时产生的气流起到导流的作用，避免气流在无人机机体底部形成紊流；另一方面，可以通过导流叶片对两个第三连杆起到加强固定的作用，降低装置运行过程中第三连杆出现震动的几率，换言之，即使第三连杆产生了震动，也能够通过导流叶片来进行消耗，降低了两个第三连杆共同出现高频震动的几率，提高了上方无人机组件的稳定性；另一方面，导流叶片的设置可以保证两个第三连杆相对于地平线的垂直度，避免第三连杆由于受力发生弯曲或倾斜，进而导致其下方的浮体的水平度以及高度出现偏差。

浮体的外弧面上设有若干个滚轮组件，滚轮组件具有第四连杆，第四连杆的一端部与浮体的外弧面铰接，第四连杆的另一端部设有滚轮，第四连杆的中部铰接有第五连杆，第五连杆的另一端部铰接有第六连杆，第六连杆的另一端部与浮体的外弧面铰接，第四连杆的中部固定连接有弹簧，弹簧的另一端部固定连接于浮体的外弧面，第六连杆上设有电磁控制器，浮体的底部设有辅助板，辅助板设于滚轮组件的一侧；

在陆地停机过程中，浮体底部设有的辅助板与滚轮组件，一方面能够降低冲击效果且能够使浮体底部避免与地面接触，对其起到防护作用；另一方面也能够通过浮体的整体结构来吸收装置整体与地面接触瞬间的冲击力，具体地，该装置落地时，首先是滚轮组件或辅助板与地面进行接触，通过采用减震轮，减少冲击力向上的传递量，同时也通过液压伸缩杆的缩短，降低了装置整体的重心，这样可避免无人机降落过程中受到的巨大冲击力导致无人机机体内部的电器元件被破坏；滚轮组件中的滚轮是可以进行折叠与伸展的，具体地，通过电磁控制器对第六连杆进行锁死或放松，随后通过弹簧的弹力带动第四连杆转动，从而实现滚轮的折叠效果，有利于减少装置飞行过程中的阻力。

浮体的内部一端设有第一通道，第一通道具有喇叭口状结构，浮体的内部中部设有第二通道，浮体的内部另一端设有第三通道，第三通道与第一通道的形状相同；第二通道内部设有驱动器，驱动器通过固定杆与第二通道的壁面固定连接，驱动器内部设有驱动电机，驱动电机的驱动轴的一端设有桨叶；

浮体内部设有的第一通道、第二通道、第三通道能够使流体通过，并利用驱动器配合桨叶，以实现装置在水面的运行，并且第一通道的直径由外向内地缩小，有利于提高进入到第二通道内部的流体流速，进而提高驱动器的推进速度；在无人机于空中飞行过程中能够通过第一通道、第二通道、第三通道来对气流进行导流，减小空气阻力，并且通过第一通道、第二通道、第三通道的内外气流形成的流速差形成噪音来驱赶鸟类等飞行生物；

第一通道、第二通道、第三通道的设计，一方面有助于使浮体产生形变，保护装置内部的精密元件，具体地，当该装置在陆地停机时，能够利用浮体产生的形变来吸收冲击力，进而保证装置的平稳停靠，避免巨大的冲击力对装置内部的电器元件造成破坏；另一方面，在装置飞行或者水中移动过程中，气流或者水流能够对第一通道、第二通道、第三通道起到形变恢复作用，使第一通道、第二通道、第三通道加速恢复形变。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.该一种水陆两用无人机，通过控制液压伸缩杆的伸长与缩短，能够提升无人机组件在空中飞行过程中的重心稳定效果或降低无人机在水面移动过程中倾覆的可能性；

2.该一种水陆两用无人机，通过导流叶片的设置，一方面可以避免气流在无人机机体底部形成紊流；另一方面，可以通过导流叶片对两个第三连杆起到加强固定的作用；

3.该一种水陆两用无人机，通过导流叶片的设置，可以保证两个第三连杆相对于地平线的垂直度，避免第三连杆由于受力发生弯曲或倾斜，进而导致其下方的浮体的水平度以及高度出现偏差；

4.该一种水陆两用无人机，通过设有的第一通道，有利于提高进入到第二通道内部的流体流速，进而提高驱动器的推进速度；在无人机于空中飞行过程中能够通过第一通道、第二通道、第三通道来对气流进行导流，减小空气阻力，并且通过第一通道、第二通道、第三通道的内外气流形成的流速差形成噪音来驱赶鸟类等飞行生物；

5.该一种水陆两用无人机，通过第一通道、第二通道、第三通道的设计，一方面有助于使浮体产生形变，保护装置内部的精密元件；另一方面，在装置飞行或者水中移动过程中，气流或者水流能够对第一通道、第二通道、第三通道起到形变恢复作用，使第一通道、第二通道、第三通道加速恢复形变。

附图说明

图1为本发明提供的一种水陆两用无人机的一种较佳实施例的结构示意图；

图2为图1的主视图；

图3为图1所示浮体的局部剖视图；

图4为图3所示滚轮组件的结构示意图；

图5为图3所示第二通道的内部结构示意图。

图中：1、无人机组件；11、无人机机体；12、支撑板；13、旋叶；14、电磁铁；2、浮力组件；21、浮体；22、第一连杆；23、第二连杆；24、第三连杆；25、液压伸缩杆；26、导流叶片；27、第一通道；28、第二通道；29、第三通道；210、驱动器；211、桨叶；212、固定杆；213、辅助板；214、驱动电机；215、驱动轴；3、滚轮组件；31、滚轮；32、第四连杆；33、第五连杆；34、第六连杆；35、弹簧；36、电磁控制器。

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1-2，本发明提供的一种实施例：一种水陆两用无人机，包括，无人机组件1，无人机组件1具有无人机机体11，无人机机体11具有中空的圆柱状结构，无人机机体11的侧面设有支撑板12，支撑板12周向等距设有4个，每个支撑板12的上表面外端部设有旋叶13，旋叶13通过转轴与支撑板12转动连接，无人机组件1的下方设有浮力组件2，浮力组件2对称设有两个，浮力组件2具有浮体21，浮体21具有中空的半圆柱状结构，浮体21的半截面上轴向设有第一连杆22，第一连杆22的中部设有第二连杆23，第二连杆23的另一端铰接有第三连杆24，第三连杆24与第二连杆23的中部连接有液压伸缩杆25，第三连杆24的另一端与支撑板12的下表面通过电磁铁14连接，无人机机体11内部设有蓄电池，无人机机体11内部设有主控制器；

该一种水陆两用无人机，在空中飞行过程中，通过四组旋叶13的旋转带动整个装置的飞行（现有技术公开的无人机中，公开号为CN107021206A，对无人机的驱动装置、旋翼、机翼等进行了详细公开），通过控制液压伸缩杆25的伸长，使第二连杆23转动到与第三连杆24同一直线的位置，此时，两个浮体21处于相对靠近的位置，能够提升无人机组件1在空中飞行过程中的重心稳定效果，同时，也通过浮体21底部的曲面结构，减小了装置整体的飞行阻力，降低浮体21及其内部部件的震动；该装置在水中停靠和行进过程中，通过控制液压伸缩杆25的缩短，使第二连杆23转动到与第三连杆24垂直的位置，此时，两个浮体21处于相对远离的位置，无人机组件1距离水面的距离被缩短，装置整体的重心被降低，有利于提高装置整体的重心稳定效果，降低无人机在水面移动过程中倾覆的可能性；

无人机机体11与第三连杆24之间通过电磁铁14连接，能够便捷地实现无人机机体11与其下方的浮力组件2的分离，具体地，当浮力组件2被撞击无法运行的情况发生时，可通过电磁铁14来释放无人机。

请参阅图1-2，两个第三连杆24之间还设有导流叶片26，导流叶片26具有楔形板状结构，导流叶片26竖向等距设有3个；

导流叶片26的设置一方面可以对该装置在水面行进或者空中飞行时产生的气流起到导流的作用，避免气流在无人机机体11底部形成紊流；另一方面，可以通过导流叶片26对两个第三连杆24起到加强固定的作用，降低装置运行过程中第三连杆24出现震动的几率，换言之，即使第三连杆24产生了震动，也能够通过导流叶片26来进行消耗，降低了两个第三连杆24共同出现高频震动的几率，提高了上方无人机组件1的稳定性；另一方面，导流叶片26的设置可以保证两个第三连杆24相对于地平线的垂直度，避免第三连杆24由于受力发生弯曲或倾斜，进而导致其下方的浮体21的水平度以及高度出现偏差。

请参阅图2-5，浮体21的外弧面上设有若干个滚轮组件3，滚轮组件3具有第四连杆32，第四连杆32的一端部与浮体21的外弧面铰接，第四连杆32的另一端部设有滚轮，第四连杆32的中部铰接有第五连杆33，第五连杆33的另一端部铰接有第六连杆34，第六连杆34的另一端部与浮体21的外弧面铰接，第四连杆32的中部固定连接有弹簧35，弹簧35的另一端部固定连接于浮体21的外弧面，第六连杆34上设有电磁控制器36，浮体21的底部设有辅助板213，辅助板213设于滚轮组件3的一侧；

在陆地停机过程中，浮体21底部设有的辅助板213与滚轮组件3，一方面能够降低冲击效果且能够使浮体21底部避免与地面接触，对其起到防护作用；另一方面也能够通过浮体21的整体结构来吸收装置整体与地面接触瞬间的冲击力，具体地，该装置落地时，首先是滚轮组件3或辅助板213与地面进行接触，通过采用减震轮，减少冲击力向上的传递量，同时也通过液压伸缩杆25的缩短，降低了装置整体的重心，这样可避免无人机降落过程中受到的巨大冲击力导致无人机机体11内部的电器元件被破坏；滚轮组件3中的滚轮31是可以进行折叠与伸展的，具体地，通过电磁控制器36对第六连杆34进行锁死或放松，随后通过弹簧35的弹力带动第四连杆32转动，从而实现滚轮31的折叠效果，有利于减少装置飞行过程中的阻力。

请参阅图3、图5，浮体21的内部一端设有第一通道27，第一通道27具有喇叭口状结构，浮体21的内部中部设有第二通道28，浮体21的内部另一端设有第三通道29，第三通道29与第一通道27的形状相同；第二通道28内部设有驱动器210，驱动器210通过固定杆212与第二通道28的壁面固定连接，驱动器210内部设有驱动电机214，驱动电机214的驱动轴215的一端设有桨叶211；

浮体21内部设有的第一通道27、第二通道28、第三通道29能够使流体通过，并利用驱动器210配合桨叶211，以实现装置在水面的运行，并且第一通道27的直径由外向内地缩小，有利于提高进入到第二通道28内部的流体流速，进而提高驱动器210的推进速度；在无人机于空中飞行过程中能够通过第一通道27、第二通道28、第三通道29来对气流进行导流，减小空气阻力，并且通过第一通道27、第二通道28、第三通道29的内外气流形成的流速差形成噪音来驱赶鸟类等飞行生物；

第一通道27、第二通道28、第三通道29的设计，一方面有助于使浮体21产生形变，保护装置内部的精密元件，具体地，当该装置在陆地停机时，能够利用浮体21产生的形变来吸收冲击力，进而保证装置的平稳停靠，避免巨大的冲击力对装置内部的电器元件造成破坏；另一方面，在装置飞行或者水中移动过程中，气流或者水流能够对第一通道27、第二通道28、第三通道29起到形变恢复作用，使第一通道27、第二通道28、第三通道29加速恢复形变。

工作原理：

该一种水陆两用无人机，在陆地上停靠时，通过主控制器控制液压伸缩杆25伸展，使第二连杆23与第三连杆24处于一条直线上，随后，浮体21上的滚轮组件3和辅助板213与地面接触，完成陆地停靠；

在空中飞行时，通过主控制器控制旋叶13转动，液压伸缩杆25同样处于伸展状态，同时通过控制电磁控制器36使滚轮31折叠，飞行过程中，浮体21内部的第一通道27、第二通道28、第三通道29对飞行中产生的气流进行导流；

在水面上行进时，通过主控制器控制液压伸缩杆25收缩，使第二连杆23与第三连杆24折叠成90°，此时浮体21部分或整体没入水中，其内部的驱动器210驱动桨叶211旋转，进而推动装置整体行进。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (4)

1.一种水陆两用无人机，包括，无人机组件（1），所述无人机组件（1）具有无人机机体（11），所述无人机机体（11）具有中空的圆柱状结构，所述无人机机体（11）的侧面设有支撑板（12），所述支撑板（12）周向等距设有4个，每个所述支撑板（12）的上表面外端部设有旋叶（13），所述旋叶（13）通过转轴与所述支撑板（12）转动连接，其特征在于：所述无人机组件（1）的下方设有浮力组件（2），所述浮力组件（2）对称设有两个，所述浮力组件（2）具有浮体（21），所述浮体（21）具有中空的半圆柱状结构，所述浮体（21）的半截面上轴向设有第一连杆（22），所述第一连杆（22）的中部设有第二连杆（23），所述第二连杆（23）的另一端铰接有第三连杆（24），所述第三连杆（24）与所述第二连杆（23）的中部连接有液压伸缩杆（25），所述第三连杆（24）的另一端与所述支撑板（12）的下表面通过电磁铁（14）连接；

两个所述第三连杆（24）之间还设有导流叶片（26），所述导流叶片（26）具有楔形板状结构，所述导流叶片（26）竖向等距设有3个；

所述浮体（21）的内部一端设有第一通道（27），所述第一通道（27）具有喇叭口状结构，所述浮体（21）的内部中部设有第二通道（28），所述浮体（21）的内部另一端设有第三通道（29），所述第三通道（29）与所述第一通道（27）的形状相同；

所述第二通道（28）内部设有驱动器（210），所述驱动器（210）通过固定杆（212）与所述第二通道（28）的壁面固定连接，所述驱动器（210）内部设有驱动电机（214），所述驱动电机（214）的驱动轴（215）的一端设有桨叶（211）；

该装置在空中飞行过程中，通过控制液压伸缩杆（25）的伸长，使第二连杆（23）转动到与第三连杆（24）同一直线的位置，此时，两个浮体（21）处于相对靠近的位置；该装置在水中停靠和行进过程中，通过控制液压伸缩杆（25）的缩短，使第二连杆23）转动到与第三连杆（24）垂直的位置，此时，两个浮体（21）处于相对远离的位置，无人机组件（1）距离水面的距离被缩短。

2.根据权利要求1所述的一种水陆两用无人机，其特征在于：所述浮体（21）的外弧面上设有若干个滚轮组件（3），所述滚轮组件（3）具有第四连杆（32），所述第四连杆（32）的一端部与所述浮体（21）的外弧面铰接，所述第四连杆（32）的另一端部设有滚轮（31），所述第四连杆（32）的中部铰接有第五连杆（33），所述第五连杆（33）的另一端部铰接有第六连杆（34），所述第六连杆（34）的另一端部与所述浮体（21）的外弧面铰接，所述第四连杆（32）的中部固定连接有弹簧（35），所述弹簧（35）的另一端部固定连接于所述浮体（21）的外弧面，所述第六连杆（34）上设有电磁控制器（36）。

3.根据权利要求2所述的一种水陆两用无人机，其特征在于：所述浮体（21）的底部设有辅助板（213），所述辅助板（213）设于所述滚轮组件（3）的一侧。

4.根据权利要求1所述的一种水陆两用无人机，其特征在于：所述无人机机体（11）内部设有蓄电池，所述无人机机体（11）内部设有主控制器。

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