CN204055195U - 一种六旋翼潜水飞行器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种六旋翼潜水飞行器，包括潜水飞行平台、动力系统、飞控系统、电气系统；所述潜水飞行平台包括飞行器主体、中央电子密封舱、电源密封舱，所述中央电子密封舱安装在飞行器主体的上端，内置有飞控系统，所述电源密封舱安装在飞行器主体的下端，内置有电气系统；所述动力系统包括旋翼、全浸浆、电机、电子调速器，所述电机、旋翼依次连接在飞行器主体机臂的上端，所述电机、全浸浆连接在飞行器主体机臂的下端，所述电子调速器上下对称安装在飞行器主体与机臂连接处。本实用新型整体呈现为共轴十二旋翼，结构紧凑合理，重量适中，即可实现潜水又可空中飞行。

Description

一种六旋翼潜水飞行器

技术领域

本实用新型涉及一种潜水飞行器，尤其是一种六旋翼潜水飞行器。

背景技术

1956年，convertawing制造了第一架四旋翼直升机，该飞行器的螺旋桨在尺寸上超过了19英寸，配备两个发动机，并且通过改变每个螺旋桨提供的推力来控制飞行器。近几十年来，随着微系统、传感器以及控制理论等技术的发展，四旋翼垂直起降又引起了人们极大的兴趣。目前，对于旋翼机的研究主要集中在小型或微型四旋翼飞行器的结构、飞行控制以及能源动力等方面。

四旋翼及多旋翼的研究，主要有两个趋势：首先，朝大载荷方向发展，目前旋翼主要使用电机，主要因为其性能稳定且优越，但其载荷量较低；然后，多旋翼朝自主编队飞行发展，国内外众多研究所、学校均研究此方向。由此可见，多旋翼有着相当广阔的前景和相当大的发展空间。

为确保美军在未来执行沿海插入式作战的战术优势地位，美国防高级研究计划局(DARPA)10月3日公布了一项研究方案征求公告，为发展具备潜水功能的飞行器征求设计方案。DARPA认为，飞行器与潜艇之间主要存在以下方面的区别：①重量：飞行器要求平台足够轻能升入空中，而潜艇要求具有一定重量能够潜入一定深度进行水下航行；②结构：如水上飞机要求机翼位置尽可能高，以避免与水面摩擦，而潜艇尾翼要求即便是潜艇浮出水面，也必须有一部分在水下；③发动机：飞行器发动机在有氧环境下工作，潜艇发动机则需要携带氧化剂或者使用电池和核动力，重量要远大于飞机发动机。

目前的致命大难题有三个：1.飞机的结构强度不高，水下会被压垮；2.水下潜航使用的大量电池对于飞机来说，重量难以控制3.运转中的涡轮发动机入水即爆炸，而航空活塞发动机能很难在通气管状态下中驱动潜艇。因此现在并未真正出现可以潜水的飞行器。

实用新型内容

本实用新型提供了一种六旋翼潜水飞行器，解决了上述技术问题，它具有多重防水设置，可以整机水下航行，同时对气动外形的要求没有一般飞机那样苛刻，其结构轻便、灵活性、机动性强。

实现本实用新型目的的六旋翼潜水飞行器，包括潜水飞行平台、动力系统、飞控系统、电气系统；所述潜水飞行平台包括飞行器主体、中央电子密封舱、电源密封舱，所述中央电子密封舱安装在飞行器主体的上端，内置有飞控系统，所述电源密封舱安装在飞行器主体的下端，内置有电气系统；所述动力系统包括旋翼、全浸浆、电机、电子调速器，所述电机、旋翼依次连接在飞行器主体机臂的上端，所述电机、全浸浆连接在飞行器主体机臂的下端，所述电子调速器上下对称安装在飞行器主体与机臂连接处。

所述飞行器主体采用工字形结构，整体为完全对称正六边形。

所述飞行器主体机臂数量为6个，所述电机与所述飞行器机臂之间设置有动力电机支座。

所述全浸浆和电机之间设置有联轴器。

所述飞控系统包括2台APM2.5自驾仪、遥控器接收机、Xbee电台进行自动控制。

所述电气系统包括电源和电调电缆。

所述飞行器主体机臂设置有起落架。

本实用新型所述的六旋翼潜水飞行器，采用材料强度高且密度小的碳纤维板材和铝管作为设备的载体，采用合适的电机与螺旋桨达到该设备尺寸的最大拉力与最大推力，采用开源自驾仪作为设备的中央处理系统，保证了水中起降的可行性。水中布局于空中的布局原理相同，整体呈现为共轴十二旋翼。整体结构紧凑合理，重量适中，有很大的开发潜力和应用前景。

附图说明

图1是六旋翼潜水飞行器整体图；

1、飞行器主体  2、中央电子密封舱  3、电子调速器  4、联轴器

5、全浸浆  6、起落架  7、电机  8、电机  9、旋翼

10、电源密封舱。

具体实施方式

为了更好地说明本实用新型，下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1所示，本实用新型主要由潜水飞行平台、动力系统、飞控系统、电气系统；所述潜水飞行平台包括飞行器主体1、中央电子密封舱2、电源密封舱10，所述中央电子密封舱2安装在飞行器主体1的上端，内置有飞控系统，所述电源密封舱10安装在飞行器主体1的下端，内置有电气系统。所述飞行器主体1采用工字形结构，整体为完全对称正六边形。

所述动力系统包括旋翼9、电机7、全浸浆5、电机8、电子调速器3，所述电机7、旋翼9依次设置在飞行器主体1机臂的上端，所述电机8、全浸浆5依次设置在飞行器主体1机臂的下端，所述电子调速器3上下对称安装在飞行器主体1与其机臂连接处。

所述飞行器主体机臂数量为6个，所述电机与所述飞行器机臂之间设置有动力电机支座。

所述全浸浆5和所述电机8之间设置有联轴器4。

所述飞控系统包括2台APM2.5自驾仪、遥控器接收机、Xbee电台进行自动控制。

所述电气系统包括电源和电调电缆。

所述飞行器主体机臂设置有起落架6。

本实用新型的空中飞行动力系统，通过调节六个旋翼的转速实现空中的前进后退、左倾右倾、自旋等动作。依靠旋翼动力实现水面起降。六旋翼飞行器采用六个旋翼作为飞行的直接动力源，旋翼对称分布在机体平面的六个方向，六个旋翼处于同一高度平面，且六个旋翼的结构和半径都相同，其中三个不相邻旋翼逆时针旋转，另外三个顺时针旋转来抵消自身的反扭矩。

本实用新型的水下推进系统反向安装电机8采用全浸浆，类似共轴双旋结构。水下部分的电机8采用了较低的800KV以减小转速增大扭矩，以免出现水下不稳现象。选用外径为35mm的全浸桨5，以免产生过大推力使飞机倾覆，同时减小了飞机水面起飞时的微调难度。水中六个全浸桨5可在水中产生2.8kg推力，满足设备调整水下姿态的要求。全浸桨5和电机8之间采用联轴器4连接，而非直接连接。其原因在于1、船桨和航模电机不直接配套，选用胶接方式易出现脱落情况，而机械结构能增加可靠性；2、10寸桨体积过大，电机无法旋转产生反电动势正常工作，因此使用联轴器使螺旋桨位置尽可能靠下，有利于在水面起飞时使上方的桨脱离水面从而正常使用。

在本实用新型下水试验后，需要及时做干燥和上油处理。电子调速器和电池接头处做防水处理，以防短路。电子调速器以3D打印盒子灌注704的方式防水。

本实施例动力系统各部件参数如下表

电器系统由电源与电调电缆构成，选用ACE3SLiPo2200mAh电池作为设备的电源，选用电调连接板，将电调电源线并联连接。配置上述装置的实用新型可以在空中滞留7分钟。

本实用新型使用2.4GH遥控器和接收设备可实现20cm水深的潜水操控。若想潜入更深的水底则需要更换为40MHz遥控器。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和进步：

(1)本实用新型作为六旋翼潜水飞行器的模型，突破了潜水飞机这个概念的局限，将可垂直起降并且飞行稳定的多旋翼飞行器和潜水器集成为一体成为一种可潜水的无人飞行器，实现空中水中无障碍运行；

(2)本实用新型以现有的六旋翼飞行器作为载体，对其进行合理的改造使其拥有在水中机动的能力，并可以实现水空模式的转换。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明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发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应该涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种六旋翼潜水飞行器，其特征在于，包括潜水飞行平台、动力系统、飞控系统、电气系统；所述潜水飞行平台包括飞行器主体、中央电子密封舱、电源密封舱，所述中央电子密封舱设置在飞行器主体的上端，内置有飞控系统，所述电源密封舱设置在飞行器主体的下端，内置有电气系统；所述动力系统包括旋翼、全浸浆、电机、电子调速器，所述电机、旋翼依次设置在飞行器主体机臂的上端，所述电机、全浸浆依次设置在飞行器主体机臂的下端，所述电子调速器上下对称设置在飞行器主体与机臂连接处。

2.根据权利要求1所述的六旋翼潜水飞行器，其特征在于，所述飞行器主体采用工字形结构，整体为完全对称正六边形。

3.根据权利要求1所述的六旋翼潜水飞行器，其特征在于，所述飞行器主体机臂数量为6个，所述电机与所述飞行器机臂之间设置有动力电机支座。

4.根据权利要求1所述的六旋翼潜水飞行器，其特征在于，所述全浸浆和电机之间设置有联轴器。

5.根据权利要求1所述的六旋翼潜水飞行器，其特征在于，所述飞控系统包括2台APM2.5自驾仪、遥控器接收机、Xbee电台，用于控制飞行器。

6.根据权利要求1所述的六旋翼潜水飞行器，其特征在于，所述电气系统包括电源和电调电缆。

7.根据权利要求1所述的六旋翼潜水飞行器，其特征在于，所述飞行器主体机臂设置有起落架。