CN117485076A - 一种可用于潜空两栖跨介质可变体的无人航行器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可用于潜空两栖跨介质可变体的无人航行器，包括航行器本体，航行器本体的一端安装有水下推进器，航行器本体的内部安装有机架，机架的中部安装有第一电机，第一电机的转轴上连接有联轴器，联轴器与传动系统相连，传动系统的一端与机头相连，机头的四个侧面上均设有扇叶收纳槽，扇叶收纳槽的内部安装有气缸，气缸的一端安装有扇叶，本发明的整体机型呈鱼雷状，机头扇叶通过收缩机构在入水时进行收缩，从而减小入水的阻力，机翼通过同步带驱动收缩折叠，两个收缩机构相对于普通固定翼两栖航行器来说，在入水时收缩起来，可以减小入水时的阻力；相对于四旋翼两栖航行器来说，则有更久的续航以及更快的速度。
Description
技术领域
本发明涉及无人航行器技术领域，具体为一种可用于潜空两栖跨介质可变体的无人航行器。
背景技术
“鹈鹕”的可折叠机翼设计为海鸥翅膀的形状。机身采用钛合金制成，不仅强度高，而且还耐海水腐蚀。另外，机身的其他部分也被充入惰性气体以增加压力。在水下时，飞机的发动机和武器舱门都采用了充气膨胀式防水密封。尽管装备有导弹发射器，但“鹈鹕”并不是像导弹那样从水里“发射”出来的，而是由像机械臂这样的引导装置释放出的。自行浮出水面后，“鹈鹕”将启动2台固体燃料发动机，在水面垂直起飞。“鹈鹕”只有在空中飞行的状态是可控的，在水面和水下并不具备其他功能。完成任务后，“鹈鹕”返回潜艇汇合处，并由水下机械臂将其回收进核潜艇，这在一定程度上会降低潜艇的隐蔽性。
2015年7月，波音公司宣布了一种可以浸没在水下的无人机设计。无人机由一架主飞机运输到部署区域，然后通过远程控制将其从该主飞机上释放。在空中模式下，无人机配备2个机翼、稳定器和2套同轴螺旋桨叶片；在水下模式下，机翼、稳定器和机身相连。当机身进入水中时，机翼和螺旋桨通过爆炸螺栓和水溶胶与机身分开，从而减轻重量并优化水动力特性，随后，无人机展开新的操纵面和螺旋桨，空中模式下的螺旋桨叶片组将从机身上脱离。水下任务完成后，它会浮出水面并将收集到的数据传输给其他飞机或指挥中心。该无人机可以实现空中和水下的可控航行，但每次任务中只能实现单次水空跨越，不可重复使用。
国内对潜空两栖航行器的研究起步较晚，此前许多国外的研究案例已经说明固定翼航行器在潜空两栖航行方面没有显著的优势，故国内并没有完全基于固定翼的潜空两栖飞行器研究。现有的市场上还没有一种航行器在空中飞行的时候自动展开机翼，来增大升力，在水中游行的时候自动收缩机翼，从而减少航行器在水中的阻力，从而达到节能的目的，不能让航行器在空中飞行更加稳定，更加节能。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种可用于潜空两栖跨介质可变体的无人航行器，以解决上述背景技术提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种可用于潜空两栖跨介质可变体的无人航行器，包括航行器本体，所述航行器本体的一端安装有水下推进器，所述航行器本体的内部安装有机架，所述机架的中部安装有第一电机，所述第一电机的转轴上连接有联轴器，所述联轴器与传动系统相连，所述传动系统的一端与机头相连，所述机头的四个侧面上均设有扇叶收纳槽，所述扇叶收纳槽的内部安装有气缸，所述气缸的一端安装有扇叶，所述航行器本体的另一端安装有水下推进器，所述水下推进器上安装有尾舵，所述航行器本体的外壳两侧均设有机翼收纳槽，所述机翼收纳槽的一端连接有机翼，所述机架的一端安装有第三电机，所述第三电机的上连接有丝杆，所述丝杆上设有丝杆套，所述丝杆套安装在活动架上，所述活动架上安装有连接杆。
作为本发明的一种优选技术方案，所述第一电机通过螺栓安装在机架上，所述第一电机通过联轴器与传动系统相连，所述传动系统与机头相连。
作为本发明的一种优选技术方案，所述机架的两侧均安装有活动杆，所述活动架与活动杆活动相连，所述活动架通过丝杆套与丝杆相连。
作为本发明的一种优选技术方案，所述连接杆通过连接轴分别活动架和机翼相连，所述机翼包括第一机翼臂和第二机械臂，所述第一机翼臂和第二机械臂通过转轴相连，所述转轴上安装有第一同步带轮，所述第一机翼臂的一端安装有第二同步带轮，所述第一同步带轮和第二同步带轮之间通过同步带相连。
作为本发明的一种优选技术方案，所述丝杆的一端与机架上的轴承相连，所述第二同步带轮通过同步带与同步带驱动轮相连，所述同步带驱动轮安装在第二电机上。
作为本发明的一种优选技术方案，所述航行器本体的内部安装有蓄电池和控制器，所述蓄电池与控制器电性连接，所述控制器分别与第一电机、第二电机、第三电机和尾舵电性连接。
本发明的有益效果是：本发明的整体机型呈鱼雷状，机头扇叶通过收缩机构在入水时进行收缩，从而减小入水的阻力，机翼通过同步带驱动收缩折叠，两个收缩机构相对于普通固定翼两栖航行器来说，在入水时收缩起来，可以减小入水时的阻力；相对于四旋翼两栖航行器来说，则有更久的续航以及更快的速度。
附图说明
图1为本发明的内部结构示意图；
图2为本发明的局部结构示意图；
图3为本发明的组装结构示意图。
图中：航行器本体1、机头2、水下推进器3、联轴器4、第一电机5、机架6、机翼7、第一机翼臂701、第二机械臂702、第一同步带轮8、同步带驱动轮9、活动杆10、传动系统11、尾舵12、气缸13、连接杆14、第二电机15、第三电机16、丝杆17、活动架18、机翼收纳槽19、第二同步带轮20、同步带21、连接轴22、丝杆套23、轴承24、扇叶25、扇叶收纳槽26。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易被本领域人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
实施例：请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种可用于潜空两栖跨介质可变体的无人航行器，包括航行器本体1，航行器本体1的一端安装有水下推进器3，航行器本体1的内部安装有机架6，机架6的中部安装有第一电机5，第一电机5的转轴上连接有联轴器4，联轴器4与传动系统11相连，传动系统11的一端与机头2相连，机头2的四个侧面上均设有扇叶收纳槽26，扇叶收纳槽26的内部安装有气缸13，气缸13的一端安装有扇叶25，航行器本体1的另一端安装有水下推进器3，水下推进器3上安装有尾舵12，航行器本体1的外壳两侧均设有机翼收纳槽19，机翼收纳槽19的一端连接有机翼7，机架6的一端安装有第三电机16，第三电机16的上连接有丝杆17，丝杆17上设有丝杆套23，丝杆套23安装在活动架18上，活动架18上安装有连接杆14。
第一电机5通过螺栓安装在机架6上，第一电机5通过联轴器4与传动系统11相连，传动系统11与机头2相连，利用第一电机5带动机头2转动。
机架6的两侧均安装有活动杆10，活动架18与活动杆10活动相连，活动架18通过丝杆套23与丝杆17相连，利用丝杆17转动从而带动丝杆套23转动，从而推动活动架18在活动杆10上移动，从而推动连接杆14前后移动。
连接杆14通过连接轴22分别活动架18和机翼7相连，机翼7包括第一机翼臂701和第二机械臂702，第一机翼臂701和第二机械臂702通过转轴相连，转轴上安装有第一同步带轮8，第一机翼臂701的一端安装有第二同步带轮20，第一同步带轮8和第二同步带轮20之间通过同步带21相连，利用第二电机15正反转动，从而带动第二同步带轮20正反转动，利用第二同步带轮20正反转动从而带动第一同步带轮8正反转动，利用第一同步带轮8正反转动从而带动第二机械臂702展开或收缩。
丝杆17的一端与机架6上的轴承24相连，第二同步带轮20通过同步带21与同步带驱动轮9相连，同步带驱动轮9安装在第二电机15上。
航行器本体1的内部安装有蓄电池和控制器，蓄电池与控制器电性连接，控制器分别与第一电机5、第二电机15、第三电机16和尾舵12电性连接，控制器通过无线连接的方式与远程控制设备相连，利用远程控制设备发出指令给控制器，利用控制器分别控制第一电机5、第二电机15、第三电机16和尾舵12通电工作。
工作原理：一种可用于潜空两栖跨介质可变体的无人航行器，使用的时候，通过无线遥控设备与航行器本体1进行互联，利用无线遥控设备控制第三电机16工作，从而带动丝杆17围绕轴承24旋转，从而让丝杆套23在丝杆17上移动，从而让活动架18在活动杆10上移动，利用活动架18移动从而推动机翼7从机翼收纳槽19内展开，利用第二电机15工作从而带动同步带驱动轮9转动，利用同步带驱动轮9转动从而带动第二同步带轮20转动，利用第二同步带轮20转动从而带动第二机械臂702上的第一同步带轮8转动，从而将第二机械臂702从第一机翼臂701上进行展开，与此同时，利用扇叶收纳槽26上的气缸13工作，从而将扇叶25进行展开，利用第一电机5工作，从而带动联轴器4上的传动系统11转动，从而带动机头2转动，从而实现空中飞行，当入水的时候，通过将扇叶25收纳到扇叶收纳槽26内，将机翼7收纳到机翼收纳槽19内，减少入水的阻力，从而达到节能的目的，在水内的时候，通过控制水下推进器3上的舵机工作从而推动整个无人航行器前进。
以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种可用于潜空两栖跨介质可变体的无人航行器，包括航行器本体(1)，其特征在于：所述航行器本体(1)的一端安装有水下推进器(3)，所述航行器本体(1)的内部安装有机架(6)，所述机架(6)的中部安装有第一电机(5)，所述第一电机(5)的转轴上连接有联轴器(4)，所述联轴器(4)与传动系统(11)相连，所述传动系统(11)的一端与机头(2)相连，所述机头(2)的四个侧面上均设有扇叶收纳槽(26)，所述扇叶收纳槽(26)的内部安装有气缸(13)，所述气缸(13)的一端安装有扇叶(25)，所述航行器本体(1)的另一端安装有水下推进器(3)，所述水下推进器(3)上安装有尾舵(12)，所述航行器本体(1)的外壳两侧均设有机翼收纳槽(19)，所述机翼收纳槽(19)的一端连接有机翼(7)，所述机架(6)的一端安装有第三电机(16)，所述第三电机(16)的上连接有丝杆(17)，所述丝杆(17)上设有丝杆套(23)，所述丝杆套(23)安装在活动架(18)上，所述活动架(18)上安装有连接杆(14)。
2.根据权利要求1所述的一种可用于潜空两栖跨介质可变体的无人航行器，其特征在于：所述第一电机(5)通过螺栓安装在机架(6)上，所述第一电机(5)通过联轴器(4)与传动系统(11)相连，所述传动系统(11)与机头(2)相连。
3.根据权利要求1所述的一种可用于潜空两栖跨介质可变体的无人航行器，其特征在于：所述机架(6)的两侧均安装有活动杆(10)，所述活动架(18)与活动杆(10)活动相连，所述活动架(18)通过丝杆套(23)与丝杆(17)相连。
4.根据权利要求1所述的一种可用于潜空两栖跨介质可变体的无人航行器，其特征在于：所述连接杆(14)通过连接轴(22)分别活动架(18)和机翼(7)相连，所述机翼(7)包括第一机翼臂(701)和第二机械臂(702)，所述第一机翼臂(701)和第二机械臂(702)通过转轴相连，所述转轴上安装有第一同步带轮(8)，所述第一机翼臂(701)的一端安装有第二同步带轮(20)，所述第一同步带轮(8)和第二同步带轮(20)之间通过同步带(21)相连。
5.根据权利要求1所述的一种可用于潜空两栖跨介质可变体的无人航行器，其特征在于：所述丝杆(17)的一端与机架(6)上的轴承(24)相连，所述第二同步带轮(20)通过同步带(21)与同步带驱动轮(9)相连，所述同步带驱动轮(9)安装在第二电机(15)上。
6.根据权利要求1所述的一种可用于潜空两栖跨介质可变体的无人航行器，其特征在于：所述航行器本体(1)的内部安装有蓄电池和控制器，所述蓄电池与控制器电性连接，所述控制器分别与第一电机(5)、第二电机(15)、第三电机(16)和尾舵(12)电性连接。
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Cited By (1)
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| CN117698971A (zh) * | 2024-02-05 | 2024-03-15 | 青岛国数信息科技有限公司 | 一种声阵列旋翼可伸缩的水下航行器 |
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2023
- 2023-11-15 CN CN202311526627.6A patent/CN117485076A/zh active Pending
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