CN116215146A - 跨介质航行器及跨介质航行器的跨域方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种跨介质航行器及跨介质航行器的跨域方法，跨介质航行器包括航行器本体，包括第一机身和第二机身，沿航行器本体的第一端至第二端依次设置，第一机身为适合于空中航行的回转体结构，第二机身为适合于水中航行的船型结构；第一驱动组件设于航行器本体的中部，用于控制跨介质航行器在跨介质航行过程中的稳定性；第二驱动组件设于航行器本体的第一端，用于控制跨介质航行器在空中航行时的稳定性；第三驱动组件设于航行器本体的第二端，用于控制跨介质航行器在水下航行时的稳定性。本申请的跨介质航行器及跨介质航行器的跨域方法，能够减小跨介质航行器在航行过程中的阻力，且在水下、跨介质以及空中航行时均具有较高的控制稳定性。

Description

跨介质航行器及跨介质航行器的跨域方法

技术领域

本申请属于航行器技术领域，尤其涉及一种跨介质航行器及跨介质航行器的跨域方法。

背景技术

随着人类对海洋环境的不断探索，潜水器因其隐蔽性较好、续航时间较长等优点得到了广泛应用。但潜水器会存在速度慢、机动性差等缺点，飞行器却具有速度快、机动性好的优点，因此，有专家学者提出了水空跨介质航行器的概念，这种跨介质航行器既可以在水下潜行又可以在空中飞行，将潜水器和飞行器的优点有效融合在一起，具有更加广阔的应用前景。

然而，现有技术中的跨介质航行器仅具有跨介质航行的功能，但在水下航行时、跨介质航行过程中以及空中航行时的控制稳定性却较低，而且在航行的过程中的阻力较大。

发明内容

本申请提供一种跨介质航行器及跨介质航行器的跨域方法，能够减小跨介质航行器在航行过程中的阻力，且在水下航行时、跨介质航行过程中以及空中航行时均具有较高的控制稳定性。

本申请的跨介质航行器，其中，跨介质航行器包括：航行器本体，包括第一机身和第二机身，第一机身和第二机身沿航行器本体的第一端至第二端依次设置，第一机身为适合于空中航行的回转体结构，第二机身为适合于水中航行的船型结构；第一驱动组件，设于航行器本体的中部，用于控制跨介质航行器在跨介质航行过程中的稳定性；第二驱动组件，设于航行器本体的第一端，用于控制跨介质航行器在空中航行时的稳定性；第三驱动组件，设于航行器本体的第二端，用于控制跨介质航行器在水下航行时的稳定性。

如上的跨介质航行器，其中，第一机身与第二机身的第一端相连接，第二机身的第一端的截面形状与第一机身的回转体结构的截面形状相同，沿第二机身的第一端至第二端的方向，第二机身由回转体结构逐渐变为船型结构。

如上的跨介质航行器，其中，第一驱动组件和和第二驱动组件用于在空域中提供驱动力，第一驱动组件的驱动力方向和第二驱动组件的驱动力方向呈预设角度。

如上的跨介质航行器，其中，跨介质航行器还包括：机翼组件，机翼组件设置于航行器本体的顶部，机翼组件包括成对设置的多个机翼，多个机翼层叠设置于航行器本体的顶部表面且轴心相同，一对机翼中的两个机翼分别朝向相反方向转动。

如上的跨介质航行器，其中，机翼包括转动部、第一翼段和第二翼段，转动部与第一翼段的第一端固定连接，第一翼段的第二端与第二翼段的一端转动连接，围绕垂直于第一翼段延伸的方向，第二翼段能旋转180度。

如上的跨介质航行器，其中，第一机身为中空结构体，第一机身内部具有第一腔体和第二腔体，第一腔体和第二腔体沿第一机身的第一端至第二端依次设置，第一腔体为密封腔体，第二腔体为透水腔体，第二腔体的储水量能控制的设置。

如上的跨介质航行器，其中，第二机身内部为中空结构体，第二机身内部具有第三腔体和第四腔体，第三腔体和第四腔体沿第二机身的第一端至第二端依次设置，第三腔体为透水腔体，第三腔体的储水量能控制的设置，第四腔体为密封腔体。

如上的跨介质航行器，其中，第二腔体和第三腔体内均设置有气舱和气囊，气舱与气囊相连通的设置，气舱用于储存气体，气舱能够向气囊内充气或将气囊内气体抽出。

如上的跨介质航行器，其中，第一腔体内设置有重心调节组件，重心调节组件包括两个支撑件、连接杆、滑块和重心件，连接杆沿航行器本体的第一端至第二端的方向延伸，两个支撑件分别设置于连接杆的两端，滑块能移动的穿设于连接杆，重心件连接于滑块。

如上的跨介质航行器，其中，跨介质航行器还包括平衡调节组件和水翼结构，平衡调节组件设置于第二机身的表面，水翼结构设置于第一机身的底部。

另一方面，本申请还提供了一种跨介质航行器的跨域方法，其中，上述的跨介质航行器采用跨介质航行器的跨域方法，能够在水域和空域之间实现跨介质航行，跨介质航行器的跨域方法包括：向水域中投放跨介质航行器，使机翼组件处于折叠状态，向第二腔体和第三腔体内充水，并启动第三驱动组件，跨介质航行器进入水下巡航状态；对第二腔体和第三腔体进行排水，并调节重心调节组件，使跨介质航行器由水下巡航状态进入水下上浮状态；跨介质航行器上浮至水面，使机翼组件处于半打开状态，启动第一驱动组件，并调节重心调节组件，使跨介质航行器由水下上浮状态进入水面滑行状态；启动第二驱动组件，使机翼组件处于完全打开状态，使跨介质航行器由水面滑行状态进入高速起飞状态，实现由水域至空域的跨介质航行；跨介质航行器到达设定高度后，关闭第一驱动组件和第三驱动组件，并调节重心调节组件，使跨介质航行器由高速起飞状态进入空中巡航状态；启动第一驱动组件，降低第二驱动组件的转速，跨介质航行器由空中巡航状态进入水面降落状态，实现由空域至水域的跨介质航行。

如上的跨介质航行器的跨域方法，其中，跨介质航行器进入水下巡航状态，包括：使机翼组件处于折叠状态，折叠状态的机翼组件的第一翼段和第二翼段层叠设置于航行器本体的顶部表面；气舱将气囊内气体抽出，第二腔体和第三腔体内充水；使第一驱动组件和第二驱动组件处于关闭状态，第三驱动组件处于启动状态。

如上的跨介质航行器的跨域方法，其中，使跨介质航行器由水下巡航状态进入水下上浮状态，包括：气舱向气囊内充气，第二腔体和第三腔体内储存的水向外排出；调节重心调节组件，使滑块沿连接杆向靠近第二腔体的方向滑动。

如上的跨介质航行器的跨域方法，其中，使跨介质航行器由水下上浮状态进入水面滑行状态，包括：使机翼组件处于半打开状态，半打开状态的机翼组件的一对机翼的两个第一翼段沿相反方向延伸；使第一驱动组件处于启动状态；调节重心调节组件，使滑块沿连接杆向靠近第二腔体的方向继续滑动，直至跨介质航行器的除第二机身和水翼结构的其他部分全部处于水面之上。

如上的跨介质航行器的跨域方法，其中，使跨介质航行器由水面滑行状态进入高速起飞状态，包括：使第二驱动组件处于启动状态；使机翼组件处于完全打开状态，完全打开状态的机翼组件的第二翼段旋转180度，以延长机翼组件长度。

如上的跨介质航行器的跨域方法，其中，使跨介质航行器由高速起飞状态进入空中巡航状态，包括：使第一驱动组件和第三驱动组件处于关闭状态；调节重心调节组件，使滑块沿连接杆向远离第二腔体的方向滑动，直至跨介质航行器在空中稳定航行。

如上的跨介质航行器的跨域方法，其中，使跨介质航行器由空中巡航状态进入水面降落状态，包括：使第一驱动组件处于启动状态；降低第二驱动组件的转速，使跨介质航行器向水面倾斜。

如上的跨介质航行器的跨域方法，其中，跨介质航行器具有第一航行速度和第二航行速度，当跨介质航行器的实际航行速度超过第一航行速度，跨介质航行器由水下上浮状态进入水面滑行状态；当跨介质航行器的实际航行速度超过第二航行速度，跨介质航行器由水面滑行状态进入高速起飞状态。

本申请的跨介质航行器包括航行器本体，航行器本体包括第一机身和第二机身，第一机身为适合于空中航行的回转体结构，能够减小跨介质航行器在空中航行时的阻力，第二机身为适合于水中航行的船型结构，能够减小跨介质航行器在水中航行时的阻力，因此由第一机身和第二机身组成的航行器本体能够同时保证在水中航行、跨介质航行以及空中航行的稳定性；跨介质航行器还具有设置于中部的第一驱动组件、设置于第一端的第二驱动组件以及设置于第二端的第三驱动组件，在跨介质航行器出现不稳定的状况时，能够通过设置于不同位置的驱动组件进行及时调整，而且各驱动组件还具有在不同航行介质中的稳定效果，第三驱动组件用于控制跨介质航行器在水下航行时的稳定性，第一驱动组件用于控制跨介质航行器在跨介质航行过程中的稳定性，第二驱动组件用于控制跨介质航行器在空中航行时的稳定性，使跨介质航行器在水下航行时、跨介质航行过程中以及空中航行时均具有较高的控制稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，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为本申请实施例的跨介质航行器的整体示意图；

图2为本申请实施例的跨介质航行器的剖视图；

图3为本申请实施例的跨介质航行器的机翼组件处于半打开状态下的示意图；

图4为本申请实施例的跨介质航行器的机翼组件处于完全打开状态下的示意图；

图5为本申请实施例的跨介质航行器的重心调节组件的结构示意图；

图6为本申请实施例的跨介质航行器的跨域方法的流程示意图。

附图标号说明：

10、第一机身；11、第一腔体；12、第二腔体；13、重心调节组件；131、支撑件；132、连接杆；133、滑块；134、重心件；20、第二机身；21、第三腔体；22、第四腔体；23、气舱；24、气囊；30、承载部；40、机翼组件；41、机翼；411、转动部；412、第一翼段；413、第二翼段；50、第一驱动组件；51、第一螺旋桨；52、第一安装件；60、第二驱动组件；61、第二螺旋桨；62、第二安装件；70、第三驱动组件；71、推进件；72、第三安装件；80、平衡调节组件；81、第一平衡调节件；82、第二平衡调节件；83、第三平衡调节件；84、水翼结构；841、连接部；842、翼部；90、摄像装置；91、天线；92、透水孔；

100、航行器本体。

具体实施方式

下面将详细描述本申请的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本申请进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅意在解释本申请，而不是限定本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本申请的示例来提供对本申请更好的理解。

如图1至图4所示，本申请实施例的跨介质航行器，其中，跨介质航行器包括航行器本体100，包括第一机身10和第二机身20，第一机身10和第二机身20沿航行器本体100的第一端至第二端依次设置，航行器本体100的第一端为跨介质航行器的艏部，航行器本体100的第二端为跨介质航行器的艉部，即跨介质航行器在航行过程中，航行器本体100的第一端在前，第二端在后，第一机身10为适合于空中航行的回转体结构，能够减小跨介质航行器在空中航行时的阻力，第二机身20为适合于水中航行的船型结构，能够减小跨介质航行器在水中航行时的阻力，因此由第一机身10和第二机身20组成的航行器本体100能够同时保证在水中航行、跨介质航行以及空中航行的稳定性。

跨介质航行器还包括设置于中部的第一驱动组件50、设置于第一端的第二驱动组件60以及设置于第二端的第三驱动组件70，在跨介质航行器出现不稳定的状况时，能够通过设置于不同位置的驱动组件进行及时调整，而且各驱动组件还具有在不同航行介质中的稳定效果，第三驱动组件70用于控制跨介质航行器在水下航行时的稳定性，第一驱动组件50用于控制跨介质航行器在跨介质航行过程中的稳定性，第二驱动组件60用于控制跨介质航行器在空中航行时的稳定性，使跨介质航行器在水下航行时、跨介质航行过程中以及空中航行时均具有较高的控制稳定性。

具体地，第一机身10的回转体结构为半球体结构和圆柱体结构的组合结构，第一机身10的第一端为半球体结构，其余部分为圆柱体结构，半球体结构和圆柱体结构光滑过渡的连接，第一机身10的形状设置使跨介质航行器在空中航行时受到较小的阻力，并具有较高的稳定性；第二机身20的船型结构则由上半部分的半圆柱体结构和下半部分的船底结构组成，船型结构的上半部分为与第一机身10的圆柱体结构光滑过渡连接的半圆柱体结构，船型结构下半部分的船底结构则由两弧形板呈一定角度拼接而成，使跨介质航行器在水中航行时受到较小的阻力，并具有较高的稳定性。

具体地，跨介质航行器还包括承载部30，承载部30凹设于航行器本体100中部位置的顶部，即承载部30的一部分凹设于第一机身10的圆柱体结构顶部，另一部分凹设于第二机身20上半部分的半圆柱体结构顶部，承载部30整体呈平面结构，第一驱动组件50设于承载部30的表面，由于承载部30向航行器本体100的轴心凹陷，因此第一驱动组件50仅有小部分凸出于航行器本体100外周面，使跨介质航行器在水中航行时受到较小的阻力，并具有较高的稳定性。

如图1和图2所示，本申请实施例的跨介质航行器，其中，第一机身10与第二机身20的第一端相连接，第二机身20的第一端的截面形状与第一机身10的回转体结构的截面形状相同，使第一机身10与第二机身20能够实现光滑过渡的连接，避免航行器本体100表面出现凸出的部分，影响跨介质航行器在航行过程中的稳定性；沿第二机身20的第一端至第二端的方向，第二机身20由回转体结构逐渐变为船型结构，这种渐变结构的设计使第二机身20整体为适合水流在表面流动的结构，能够减少在水中航行时水流的阻力，能够提高跨介质航行器在水中航行的稳定性。

具体地，第二机身20的下半部分的两弧形板在第一端共同形成弧形结构，弧形结构能够与第一机身10的圆柱体结构光滑过渡连接，沿第二机身20的第一端至第二端的方向，两弧形板的弧度均减小，逐渐形成呈夹角设置的两个船型结构的底板，这种船型结构在水中航行具有稳定性。

具体地，在航行器本体100第一端至第二端的方向上，第一机身10的长度为航行器本体100总长度的50％，长度为0.8m，回转体结构的直径为0.18m，第二机身20的长度为0.8m，第二机身20的渐变结构部分的长度为航行器本体100总长度的30％，第二机身20的船型结构的长度为航行器本体100总长度的20％。

如图1所示，本申请实施例的跨介质航行器，其中，第一驱动组件50和和第二驱动组件60用于在空域中提供驱动力，第一驱动组件50的驱动力方向和第二驱动组件60的驱动力方向呈预设角度，这样跨介质航行器能受到水平和竖直方向上的驱动力，从而在空域中保持稳定。

具体地，如图1所示，第一驱动组件50包括第一螺旋桨51，第一螺旋桨51能旋转的设置，从而推动空气流动，能够产生由航行器本体100的底部至顶部的推力，在第一螺旋桨51的控制下，跨介质航行器在由水域向空域跨介质航行的过程中，能够保持稳定；第一驱动组件50还包括第一安装件52，第一安装件52为圆柱体结构，设于承载部30的中部，与承载部30表面相垂直，第一螺旋桨51能旋转的设置于第一安装件52的另一端，启动状态时进行旋转，产生由航行器本体100的底部至顶部的推力。

具体地，如图1所示，第二驱动组件60包括第二螺旋桨61，第二螺旋桨61能旋转的设置，从而推动空气流动，第二螺旋桨61能产生由航行器本体100的第一端至第二端方向的推力，使跨介质航行器在空中航行的过程中能够具有稳定的水平推力，实现稳定航行；第二驱动组件60还包括第二安装件62，第二安装件62倾斜连接于第一机身10的第一端，第二螺旋桨61能够竖直并旋转连接于第二安装件62，从而产生由航行器本体100的第一端至第二端的推力。

具体地，如图1所示，第三驱动组件70包括推进件71，推进件71能旋转的设置，从而推动水流的流动，推进件71能产生由航行器本体100的第一端至第二端方向及由航行器本体100的底部至顶部方向的推力，使跨介质航行器在水中航行的过程中能够具有稳定的推力，实现稳定航行；第三驱动组件70还包括第三安装件72，第三安装件72的一端与第二机身20固定连接，第二端与推进件71转动相接，从而通过转动对跨介质航行器产生在水中的推力。

如图1至图4所示，本申请实施例的跨介质航行器，其中，跨介质航行器还包括：机翼组件40，机翼组件40设置于航行器本体100的顶部，机翼组件40包括成对设置的多个机翼41，多个机翼41层叠设置于航行器本体100的顶部表面且轴心相同，一对机翼41中的两个机翼41分别朝向相反方向转动。

具体实施时，当跨介质航行器在水中航行时，多个机翼41均处于关闭状态，此时多个机翼41能够层叠设置于航行器本体100的顶部，以减小在跨介质航行器在水中航行的阻力；当跨介质航行器在空中航行时，多个机翼41均处于打开状态，多对机翼41中的两个机翼41能够分别设置于航行器本体100的两侧，以使跨介质航行器能够在空中稳定航行。

具体地，跨介质航行器包括两组机翼组件40，两组机翼组件40均设置于承载部30的表面，两组机翼组件40沿航行器本体100第一端至第二端的方向分别设置在第一驱动组件50的两侧，进一步提升了跨介质航行器在空中航行过程中的稳定性。

如图3和图4所示，本申请实施例的跨介质航行器，其中，机翼41包括转动部411、第一翼段412和第二翼段413，转动部411与第一翼段412的第一端固定连接，第一翼段412的第二端与第二翼段432的一端转动连接，围绕垂直于第一翼段431延伸的方向，第二翼段432能旋转180度。

具体实施时，第一翼段412和第二翼段413的两段式设计，使跨介质航行器在不同的航行阶段能够具有不同的状态。在跨介质航行器在水面进行滑行时，一对机翼41的其中一个机翼41朝向航行器本体100的一侧旋转90度，另一个机翼41朝向航行器本体100的另一侧旋转90度，此时第一翼段412和第二翼段413层叠设置，跨介质航行器能够在水面稳定航行；在跨介质航行器由水面起飞的过程中以及在空中航行的过程中，第二翼段413围绕垂直于第一翼段412延伸的方向旋转180度，以增加机翼41的长度，使跨介质航行器在由水面起飞的过程中以及在空中航行的过程中保持稳定航行的状态。

具体地，第二翼段413安装有襟翼，翼型为NACA2412标准翼型，襟翼的设置能够增加机翼整体的面积，改变机翼弯度，从而提高跨介质航行器的升力。

如图2所示，本申请实施例的跨介质航行器，其中，第一机身10为中空结构体，第一机身10内部具有第一腔体11和第二腔体12，第一腔体11和第二腔体12沿第一机身10的第一端至第二端依次设置，第一腔体11为密封腔体，第二腔体12为透水腔体，第二腔体12的储水量能控制的设置，通过控制第二腔体12的储水量，能够改变跨介质航行器整体的重量，以控制跨介质航行器在水中航行时的上浮或下沉。

本申请实施例的跨介质航行器，其中，第二机身20内部中空的设置，第二机身20内部具有第三腔体21和第四腔体22，第三腔体21和第四腔体22沿第二机身20的第一端至第二端依次设置，第三腔体21为透水腔体，第三腔体21的储水量能控制的设置，第四腔体22为密封腔体，通过控制第三腔体21的储水量，能够改变跨介质航行器整体的重量，以控制跨介质航行器在水中航行时的上浮或下沉。

具体地，第二腔体12和第三腔体21通过透水孔92与水域相连通，以使液体进入或排出第二腔体12和第三腔体21。

如图2所示，本申请实施例的跨介质航行器，其中，第二腔体12和第三腔体21内均设置有气舱23和气囊24，气舱23与气囊24相连通的设置，气舱23用于储存气体，气舱23能够向气囊24内充气或将气囊24内气体抽出。

气舱23内能够储存气体，所储存的气体能够充进气囊24，使气囊24充满，以使气囊24的体积占据第二腔体12和第三腔体21内50％的空间，使第二腔体12和第三腔体21内的大部分液体排出，此时跨介质航行器的浮力大于重力，实现跨介质航行器在水中航行时的自动上浮动作，降低了跨介质航行器的能耗；气舱23也能够将气囊24内的全部气体抽出，使气囊24的体积变小，液体重新进入第二腔体12和第三腔体21，此时重力大于浮力实现跨介质航行器在水中航行时的下沉动作。

如图1和图5所示，本申请实施例的跨介质航行器，其中，第一腔体11内设置有重心调节组件13，重心调节组件13包括两个支撑件131、连接杆132、滑块133和重心件134，连接杆132沿航行器本体100的第一端至第二端的方向延伸，两个支撑件131分别设置于连接杆132的两端，滑块133能移动的穿设于连接杆132，重心件134连接于滑块133。

具体实施时，为了提高跨介质航行器在水中的上浮速度，将滑块133沿连接杆132的延伸方向朝向航行器本体100的第二端滑动，以带动重心件134向航行器本体100的第二端移动，从而调整航行器本体100的重心向第二端移动，使航行器本体100的第一端向上抬升，在推进件71的推动作用下，跨介质航行器快速上浮。

可选地，滑块133可滑动设置于滑轨内，滑轨沿航行器本体100的第一端至第二端的方向延伸，滑块133能够带动重心件134向航行器本体100的第二端移动。

具体地，跨介质航行器还包括控制模块、能源供给模块和导航模块，控制模块、能源供给模块和导航模块均设置于第一腔体11内。

如图1和图2所示，本申请实施例的跨介质航行器，其中，跨介质航行器还包括平衡调节组件80和水翼结构84，平衡调节组件80设置于第二机身20的表面，水翼结构84设置于第一机身10的底部。跨介质航行器在水面航行时，其第一机身10位于水面上，第二机身20位于水中，第一机身10底部的水翼结构84仍在水中，以维持跨介质航行器在水面航行时的航行稳定性。

具体地，水翼结构84包括沿跨介质航行器高度方向延伸的连接部841和沿跨介质航行器水平方向延伸的翼部842，翼部842为板状结构，连接部841的一端与第一机身10的底部相连接，另一端与翼部842相连接，翼部842的设置能够增加跨介质航行器在水中航行以及水面航行的稳定性。

具体地，平衡调节组件80还包括第一平衡调节件81、第二平衡调节件82和第三平衡调节件83，第一平衡调节件81沿跨介质航行器的高度方向延伸且连接于第二机身20的顶部；第二平衡调节件82和第三平衡调节件83均沿跨介质航行器的水平方向延伸且对立连接于第二机身20的沿跨介质航行器的水平方向的两侧面。第一平衡调节件81、第二平衡调节件82、第三平衡调节件83能够在跨介质航行器的第二端控制整体的稳定性，使跨介质航行器能够在水中稳定航行。

具体地，跨介质航行器还包括摄像装置90和天线91，摄像装置90安装于第一机身10的底部，在空中航行或水中航行时能够对航行环境进行探测，并且摄像装置90设置有云台，能够满足180度范围内的探测需求；天线设置于第一机身10的顶部，能够发送和接收信号。

如图6所示，本申请实施例还提供了一种跨介质航行器的跨域方法，其中，上述的跨介质航行器采用跨介质航行器的跨域方法，能够在水域和空域之间实现跨介质航行，跨介质航行器的跨域方法包括：

S110、向水域中投放跨介质航行器，使机翼组件40处于折叠状态，向第二腔体12和第三腔体21内充水，并启动第三驱动组件70，跨介质航行器进入水下巡航状态，此时跨介质航行器整体处于水下，在水中航行；

S120、对第二腔体12和第三腔体21进行排水，并调节重心调节组件13，使跨介质航行器由水下巡航状态进入水下上浮状态，此时跨介质航行器的第一端上升，进入水下上浮状态后，跨介质航行器维持第一端在上，第二端在下的姿态向上浮动；

S130、跨介质航行器上浮至水面，使机翼组件40处于半打开状态，启动第一驱动组件50，并调节重心调节组件13，使跨介质航行器由水下上浮状态进入水面滑行状态，在水面滑行状态下跨介质航行器仍维持第一端在上，第二端在下的姿态；

S140、启动第二驱动组件60，使机翼组件40处于完全打开状态，使跨介质航行器由水面滑行状态进入高速起飞状态，实现由水域至空域的跨介质航行，在高速起飞状态下，跨介质航行器维持第一端在上，第二端在下的姿态在空域中向上加速航行，此时跨介质航行器整体处于空域中；

S150、跨介质航行器到达设定高度后，关闭第一驱动组件50和第三驱动组件70，并调节重心调节组件13，使跨介质航行器的第一端与第二端处于同于水平面，跨介质航行器由高速起飞状态进入空中巡航状态，在空中巡航状态下，跨介质航行器在空域中稳定航行；

S160、启动第一驱动组件50，降低第二驱动组件60的转速，跨介质航行器由空中巡航状态进入水面降落状态，此时跨介质航行器的速度降低，直至接近水面，实现由空域至水域的跨介质航行。

采用本申请实施例的跨介质航行器的跨域方法，能够使跨介质航行器以稳定的姿态进行水下航行、跨介质航行以及空中航行，保证了跨介质航行器的控制稳定性。

本申请实施例的跨介质航行器的跨域方法，其中，跨介质航行器进入水下巡航状态，包括：使机翼组件40处于折叠状态，此时机翼组件40的第一翼段412、第二翼段413层叠设置于航行器本体100的顶部表面，避免机翼组件40凸出于航行器本体100，从而减小了跨介质航行器在水中航行的阻力，使跨介质航行器在水中航行时更加稳定；气舱23将气囊24内气体抽出，第二腔体12和第三腔体21内充水，此时跨介质航行器的重力大于浮力，跨介质航行器能够持续下沉，直至潜入至目标深度进行水中航行；使第一驱动组件50和第二驱动组件60处于关闭状态，第三驱动组件70处于启动状态，第三驱动组件70的推进件71转动，以使跨介质航行器在水中移动。

具体实施时，第一平衡调节件81、第二平衡调节件82和第三平衡调节件83能够对控制跨介质航行器在水中航行时的平衡，以调整跨介质航行器的水中姿态。

本申请实施例的跨介质航行器的跨域方法，其中，使跨介质航行器由水下巡航状态进入水下上浮状态，包括：气舱23向气囊24内充气，第二腔体12和第三腔体21内储存的水向外排出，此时跨介质航行器的浮力大于重力，跨介质航行器整体向上浮动；为提高跨介质航行器向上浮动的速度，需要调节重心调节组件13，使滑块133沿连接杆132向靠近第二腔体12的方向滑动，滑块133同时带动重心件134向靠近第二腔体12的方向滑动，从而使航行器本体100的重心向航行器本体100的第二端移动，使航行器本体100的第一端向上抬升，最终实现跨介质航行器的快速上浮。

具体实施时，在调节重心调节组件13后，航行器本体100的第一端向上抬升，高于其第二端，此时开启推进件71，使其处于旋转状态，产生向下的推力，能够进一步提升跨介质航行器的上浮速度。

如图3所示，本申请实施例的跨介质航行器的跨域方法，其中，跨介质航行器上浮至水面，使跨介质航行器由水下上浮状态进入水面滑行状态，包括：使机翼组件40处于半打开状态，使一对机翼41的第一翼段412沿相反方向延伸，此时机翼组件40能够减小在空中航行的第一机身10的阻力，保证了跨介质航行器在水面滑行状态时的稳定性；使第一驱动组件50处于启动状态，能够维持跨介质航行器中部的平衡，使跨介质航行器的中部处于水面处；调节重心调节组件13，使滑块133沿连接杆132向靠近第二腔体12的方向继续滑动，滑块133同时带动重心件134继续向靠近第二腔体12的方向滑动，从而使航行器本体100的重心继续向航行器本体100的第二端移动，直至跨介质航行器的除第二机身20和水翼结构84的其他部分全部处于水面之上。

具体地，跨介质航行器上浮至水面，使跨介质航行器由水下上浮状态进入水面滑行状态，还包括保持第三驱动组件70处于启动状态，第三驱动组件70的推进件71转动，使跨介质航行器在水面移动。

如图4所示，本申请实施例的跨介质航行器的跨域方法，其中，使跨介质航行器由水面滑行状态进入高速起飞状态，实现由水域至空域的跨介质航行，包括：使第二驱动组件60处于启动状态，此时第二螺旋桨61进行旋转，产生向下的推力，以推动跨介质航行器向上起飞；使机翼组件40处于完全打开状态，即将与第一翼段412层叠的第二翼段413旋转180度，以延长机翼组件40的长度，能够提升跨介质航行器在空中的航行速度，并保证了跨介质航行器在高速起飞状态下的航行稳定性。

本申请实施例的跨介质航行器的跨域方法，其中，跨介质航行器到达设定高度，使跨介质航行器由高速起飞状态进入空中巡航状态，包括：使第一驱动组件50和第三驱动组件70处于关闭状态，仅保留第二驱动组件60的启动状态，使第二驱动组件60能够产生驱动跨介质航行器在空中巡航的稳定的推力，避免第一驱动组件50产生竖直方向上的推力，对跨介质航行器的航行稳定性产生干扰；调节重心调节组件13，使滑块133沿连接杆132向远离第二腔体12的方向滑动，滑块133同时带动重心件134向远离第二腔体12的方向滑动，从而使航行器本体100的重心向航行器本体100的第一端移动，直至航行器本体100的第一端与第二端处于同一平面，使得跨介质航行器在能够空中稳定航行。

本申请实施例的跨介质航行器的跨域方法，其中，使跨介质航行器由空中巡航状态进入水面降落状态，实现由空域至水域的跨介质航行，包括：使第一驱动组件50处于启动状态，并降低第二驱动组件60的转速，以调整跨介质航行器的姿态，使跨介质航行器向水面倾斜，第一驱动组件50和第二驱动组件60的组合控制能够提升跨介质航行器在水面降落过程中的稳定性，使跨介质航行器平稳降落。

本申请实施例的跨介质航行器的跨域方法，其中，跨介质航行器具有第一航行速度和第二航行速度，当跨介质航行器的实际航行速度超过第一航行速度，跨介质航行器由水下上浮状态进入水面滑行状态；当跨介质航行器的实际航行速度超过第二航行速度，跨介质航行器由水面滑行状态进入高速起飞状态。

具体实施时，第一航行速度和第二航行速度用于判断跨介质航行器的航行阶段，避免了跨介质航行器在其当前所处于的航行阶段中，实际航行速度过大，对航行稳定性造成影响。

具体地，第一航行速度和第二航行速度具存储于控制模块内，而且控制模块还能够对跨介质航行器的实际航行速度进行检测并与第一航行速度和第二航行速度相比对，以判断跨介质航行器的实际航行速度是否超过了第一航行速度和第二航行速度。

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。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、模块和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。应理解，本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (18)

1.一种跨介质航行器，其特征在于，所述跨介质航行器包括：

航行器本体(100)，包括第一机身(10)和第二机身(20)，所述第一机身(10)和所述第二机身(20)沿所述航行器本体(100)的第一端至第二端依次设置，所述第一机身(10)为适合于空中航行的回转体结构，所述第二机身(20)为适合于水中航行的船型结构；

第一驱动组件(50)，设于所述航行器本体(100)的中部，用于控制所述跨介质航行器在跨介质航行过程中的稳定性；

第二驱动组件(60)，设于所述航行器本体(100)的第一端，用于控制所述跨介质航行器在空中航行时的稳定性；

第三驱动组件(70)，设于所述航行器本体(100)的第二端，用于控制所述跨介质航行器在水下航行时的稳定性。

2.根据权利要求1所述的跨介质航行器，其特征在于，所述第一机身(10)与所述第二机身(20)的第一端相连接，所述第二机身(20)的第一端的截面形状与所述第一机身(10)的回转体结构的截面形状相同，沿所述第二机身(20)的第一端至第二端的方向，所述第二机身(20)由回转体结构逐渐变为船型结构。

3.根据权利要求1所述的跨介质航行器，其特征在于，所述第一驱动组件(50)和所述第二驱动组件(60)用于在空域中提供驱动力，所述第一驱动组件(50)的驱动力方向和所述第二驱动组件(60)的驱动力方向呈预设角度。

4.根据权利要求1所述的跨介质航行器，其特征在于，所述跨介质航行器还包括：

机翼组件(40)，所述机翼组件(40)设置于所述航行器本体(100)的顶部，所述机翼组件(40)包括成对设置的多个机翼(41)，多个所述机翼(41)层叠设置于所述航行器本体(100)的顶部表面且轴心相同，一对所述机翼(41)中的两个所述机翼(41)分别朝向相反方向转动。

5.根据权利要求4所述的跨介质航行器，其特征在于，所述机翼(41)包括转动部(411)、第一翼段(412)和第二翼段(413)，所述转动部(411)与所述第一翼段(412)的第一端固定连接，所述第一翼段(412)的第二端与所述第二翼段(413)的一端转动连接，围绕垂直于所述第一翼段(412)延伸的方向，所述第二翼段(413)能旋转180度。

6.根据权利要求1所述的跨介质航行器，其特征在于，所述第一机身(10)为中空结构体，所述第一机身(10)内部具有第一腔体(11)和第二腔体(12)，所述第一腔体(11)和所述第二腔体(12)沿所述第一机身(10)的第一端至第二端依次设置，所述第一腔体(11)为密封腔体，所述第二腔体(12)为透水腔体，所述第二腔体(12)的储水量能控制的设置。

7.根据权利要求6所述的跨介质航行器，其特征在于，所述第二机身(20)为中空结构体，所述第二机身(20)内部具有第三腔体(21)和第四腔体(22)，所述第三腔体(21)和所述第四腔体(22)沿所述第二机身(20)的第一端至第二端依次设置，所述第三腔体(21)为透水腔体，所述第三腔体(21)的储水量能控制的设置，所述第四腔体(22)为密封腔体。

8.根据权利要求7所述的跨介质航行器，其特征在于，所述第二腔体(12)和所述第三腔体(21)内均设置有气舱(23)和气囊(24)，所述气舱(23)与所述气囊(24)相连通的设置，所述气舱(23)用于储存气体，所述气舱(23)能够向所述气囊(24)内充气或将所述气囊(24)内气体抽出。

9.根据权利要求6所述的跨介质航行器，其特征在于，所述第一腔体(11)内设置有重心调节组件(13)，所述重心调节组件(13)包括两个支撑件(131)、连接杆(132)、滑块(133)和重心件(134)，所述连接杆(132)沿所述航行器本体(100)的第一端至第二端的方向延伸，两个所述支撑件(131)分别设置于所述连接杆(132)的两端，所述滑块(133)能移动的穿设于所述连接杆(132)，所述重心件(134)连接于所述滑块(133)。

10.根据权利要求1所述的跨介质航行器，其特征在于，所述跨介质航行器还包括平衡调节组件(80)和水翼结构(84)，所述平衡调节组件(80)设置于所述第二机身(20)的表面，所述水翼结构(84)设置于所述第一机身(10)的底部。

11.一种跨介质航行器的跨域方法，其特征在于，如权利要求1至10中任一项所述的跨介质航行器采用所述跨介质航行器的跨域方法，能够在水域和空域之间实现跨介质航行，所述跨介质航行器的跨域方法包括：

向水域中投放所述跨介质航行器，使机翼组件(40)处于折叠状态，向第二腔体(12)和第三腔体(21)内充水，并启动第三驱动组件(70)，所述跨介质航行器进入水下巡航状态；

对所述第二腔体(12)和所述第三腔体(21)进行排水，并调节重心调节组件(13)，使所述跨介质航行器由所述水下巡航状态进入水下上浮状态；

所述跨介质航行器上浮至水面，使所述机翼组件(40)处于半打开状态，启动第一驱动组件(50)，并调节所述重心调节组件(13)，使所述跨介质航行器由所述水下上浮状态进入水面滑行状态；

启动第二驱动组件(60)，使所述机翼组件(40)处于完全打开状态，所述跨介质航行器由所述水面滑行状态进入高速起飞状态，实现由水域至空域的跨介质航行；

所述跨介质航行器到达设定高度后，关闭所述第一驱动组件(50)和所述第三驱动组件(70)，并调节所述重心调节组件(13)，使所述跨介质航行器由所述高速起飞状态进入空中巡航状态；

启动所述第一驱动组件(50)，降低所述第二驱动组件(60)的转速，所述跨介质航行器由所述空中巡航状态进入水面降落状态，实现由空域至水域的跨介质航行。

12.根据权利要求11所述的跨介质航行器的跨域方法，其特征在于，所述跨介质航行器进入水下巡航状态，包括：

使所述机翼组件(40)处于折叠状态，所述折叠状态的所述机翼组件(40)的第一翼段(412)和第二翼段(413)层叠设置于航行器本体(100)的顶部表面；

气舱(23)将气囊(24)内气体抽出，第二腔体(12)和第三腔体(21)内充水；

使第一驱动组件(50)和第二驱动组件(60)处于关闭状态，第三驱动组件(70)处于启动状态。

13.根据权利要求12所述的跨介质航行器的跨域方法，其特征在于，使所述跨介质航行器由所述水下巡航状态进入水下上浮状态，包括：

所述气舱(23)向所述气囊(24)内充气，所述第二腔体(12)和所述第三腔体(21)内储存的水向外排出；

调节重心调节组件(13)，使滑块(133)沿连接杆(132)向靠近所述第二腔体(12)的方向滑动。

14.根据权利要求13所述的跨介质航行器的跨域方法，其特征在于，使所述跨介质航行器由所述水下上浮状态进入水面滑行状态，包括：

使所述机翼组件(40)处于半打开状态，所述半打开状态的所述机翼组件(40)的一对机翼(41)的两个所述第一翼段(412)沿相反方向延伸；

使所述第一驱动组件(50)处于启动状态；

调节所述重心调节组件(13)，使所述滑块(133)沿所述连接杆(132)向靠近所述第二腔体(12)的方向继续滑动，直至所述跨介质航行器的除第二机身(20)和水翼结构(84)的其他部分全部处于水面之上。

15.根据权利要求14所述的跨介质航行器的跨域方法，其特征在于，使所述跨介质航行器由所述水面滑行状态进入高速起飞状态，包括：

使所述第二驱动组件(60)处于启动状态；

使所述机翼组件(40)处于完全打开状态，所述完全打开状态的所述机翼组件(40)的第二翼段(413)旋转180度，以延长所述机翼组件(40)长度。

16.根据权利要求15所述的跨介质航行器的跨域方法，其特征在于，使所述跨介质航行器由所述高速起飞状态进入空中巡航状态，包括：

使所述第一驱动组件(50)和所述第三驱动组件(70)处于关闭状态；

调节所述重心调节组件(13)，使所述滑块(133)沿所述连接杆(132)向远离所述第二腔体(12)的方向滑动，直至所述跨介质航行器在空中稳定航行。

17.根据权利要求16所述的跨介质航行器的跨域方法，其特征在于，使所述跨介质航行器由所述空中巡航状态进入水面降落状态，包括：

使所述第一驱动组件(50)处于启动状态；

降低所述第二驱动组件(60)的转速，使所述跨介质航行器向水面倾斜。

18.根据权利要求11所述的跨介质航行器的跨域方法，其特征在于，所述跨介质航行器具有第一航行速度和第二航行速度，当所述跨介质航行器的实际航行速度超过所述第一航行速度，所述跨介质航行器由所述水下上浮状态进入水面滑行状态；当所述跨介质航行器的实际航行速度超过第二航行速度，所述跨介质航行器由所述水面滑行状态进入高速起飞状态。

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