CN209441630U - 一种应用于海洋探测的复合式无人机 - Google Patents

Abstract

一种应用于海洋探测的复合式无人机属飞行器技术领域，本实用新型中供电系统固接于主机身中机体中段前部，左右复合机翼系统、左右水上滑行系统结构相同，均关于机体的中心线O‑O对称设置，左右复合机翼系统的旋翼经起落架分别固接于左右水上滑行系统的左右滑行板，探测系统固接于机体中段下面，红外摄像头与图像传感器连接，GPS定位器、图像传感器和数据处理中心置于机体中段，偏航舵置安装口Ⅰ，左右侧升降舵置二安装口，推进器置后段Ⅲ尾侧，螺旋桨与电机输出轴固接，电机固接于旋翼中心；本实用新型可无人垂直起降、悬停、高速飞行，续航时间长，可实时传输图像数据，探测准确，且能实现回收，结构简，成本低，便于推广。

Description

一种应用于海洋探测的复合式无人机

技术领域

本实用新型属飞行器技术领域，具体涉及到一种应用于海洋探测的复合式无人机。

背景技术

无人机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，无人机在探测方面应用十分广泛，例如在无人机上装载摄像头及各类传感器，可以对一些人迹罕至的地区的影像进行实时拍摄和传输。

随着经济的发展，现有的陆地资源已经无法满足人类的生产发展的需求，而海洋资源成为了人类主要的目标，但是海洋辽阔广大并且存在随时可能发生的灾害，依靠人力探测十分困难且非常的危险。从而利用无人机探测海洋成为一种必然的趋势。无人机的优势在于操作简单、成本低等特点。但是目前的无人机大多数飞行时间短、速度慢等缺点不能够完成短时间的远距离探测。这就导致探索海洋的进度十分缓慢。

发明内容

针对上述问题，本实用新型提供了一种应用于海洋探测复合式无人机。在能够实现探测的同时，能够保证快速飞行和长续航时间等特点，并能够实现回收。

本实用新型由主机身A、供电系统B、左水上滑行系统C、左复合机翼系统D、右复合机翼系统E、右水上滑行系统F、探测系统G组成，其中供电系统B通过其中电池箱13上的孔组Ⅲ12和主机身A中机体1上的孔组Ⅰ2经螺栓组Ⅰ11的螺栓固接；左复合机翼系统D和右复合机翼系统E结构完全相同，且关于机体1的中心线O-O对称设置，右复合机翼系统E通过机翼16上的孔组Ⅳ17和主机身A中机体1上的孔组Ⅱ10用螺栓组Ⅱ15连接；左复合机翼系统D通过其上与右复合机翼系统E中机翼16的孔组Ⅳ17对应孔、与主机身A中机体1上孔组Ⅱ10对称侧的孔，用与螺栓组Ⅱ15对应的螺栓连接；左水上滑行系统D和右水上滑行系统E结构完全相同，且关于机体1的中心线O-O对称设置；起落架30为关于机体1的中心线O-O的对称结构；右水上滑行系统F通过起落架30右侧的孔组Ⅵ29、右复合机翼系统E中机翼16上的孔组Ⅴ23经螺栓组Ⅱ15固接；左水上滑行系统D通过与起落架30右侧的孔组Ⅵ29对应的孔、右复合机翼系统E中机翼16上的孔组Ⅴ23对应的孔经螺栓固接；探测系统G固接在主机身A中机体1的中段Ⅱ下面；探测系统G的红外摄像头34与主机身A的图像传感器37连接。

所述的主机身A由机体1、GPS定位器36、图像传感器37、数据处理中心38、偏航舵4、左侧升降舵6、推进器7和右侧升降舵8组成，其中机体1由前段Ⅰ、中段Ⅱ和后段Ⅲ组成，中段Ⅱ设有由两个水平的孔组成的孔组Ⅰ2和由两个水平的孔组成的孔组Ⅱ10，后段Ⅲ的后部设有安装口Ⅰ3、安装口Ⅱ5和安装口Ⅲ9；GPS定位器19、图像传感器20和数据处理中心21置于中段Ⅱ内，偏航舵4置于安装口Ⅰ3，左侧升降舵6置于安装口Ⅱ5，右侧升降舵8置于安装口Ⅲ9，推进器7置于后段Ⅲ尾侧。

所述的供电系统B为太阳能供电系统，由太阳能板14、电池箱13和螺栓组Ⅰ11组成，其中电池箱13上设有孔组Ⅲ12，孔组Ⅲ12由四个孔组成，电池箱内部有蓄电池和充电控制器，太阳能板14固接于电池箱13上面；螺栓组Ⅰ11的四个螺栓与孔组Ⅲ12的四个孔对应。

所述的左复合机翼系统D和右复合机翼系统E结构完全相同，且关于机体1的中心线O-O对称设置，其中右复合机翼系统E由螺栓组Ⅱ15、机翼16、螺旋桨18、旋翼19和电机20组成，机翼16内侧设有孔组Ⅳ17，机翼16后端设有轴孔22，机翼16后端底侧设有孔组Ⅴ23，螺旋桨18中心设有安装孔24，电机20上设有输出轴21，旋翼19下部设有外伸轴25；旋翼19的外伸轴25与机翼16的轴孔22固接；螺旋桨18经安装孔24与电机20的输出轴21固接；电机20固接于旋翼19的中心。

所述左水上滑行系统C和右水上滑行系统F结构完全相同，且关于机体1的中心线O-O对称设置；右水上滑行系统F由滑行板26、螺栓组Ⅲ27、螺栓组Ⅳ28和起落架30组成，起落架30为关于机体1的中心线O-O的对称结构；起落架30右侧上端设有孔组Ⅵ29，起落架30右侧下端设有孔组Ⅶ31，滑行板26上面中心设有凹槽32和孔组Ⅷ33；起落架30右侧的孔组Ⅶ31经螺栓组Ⅲ27，固接于右水上滑行系统F的滑行板26中凹槽32的孔组Ⅷ33。起落架30左侧与孔组Ⅶ31对应的孔经螺栓组Ⅲ27对应的螺栓，固接于左水上滑行系统C与滑行板26对应的孔组Ⅷ33的孔。

所述的探测系统G由搭载装置35、红外摄像头34组成，红外摄像头34固接于搭载装置35上。

所述的数据处理中心38中设有信息处理器39、无线传输模块40和远程控制中心41，所述的信息处理器39的输出端与无线传输模块40的输入端连接，所观察图像通过无线传输模块40传输给远程控制中心41。

所述的GPS定位器36和图像传感器37的输出端与数据处理中心38的输入端连接。

本实用新型的工作过程是：

本实用新型通过螺旋桨实现在陆地的垂直升空，然后利用固定翼高速的优点实现向海洋深处航行，在飞行过程中利用太阳能板给蓄电池供电，在海上时也可利用螺旋桨来改变本实用新型与海面的距离，通过探测系统的红外摄像头和图像传感器可以把图像传到远程控制中心，以实现探测海洋的功能，而在必要的情况下，能够利用水上滑行系统实现在海面上的滑行，在需要返航时，利用舵机使本实用新型顺洋流飞行或滑行，以达到回收的目的。

本实用新型中飞行控制基本原理如下：

1)俯仰运动：通过机体1上左侧升降舵6和右侧升降舵8的上下摆动以实现上下俯仰的运动。

2)高度控制：调节电机20转速以实现垂直升降的运动。

3)偏航运动：通过机体1上偏航舵4的左右摆动以实现左右偏航的运动

本实用新型与现有技术相比有益效果是：

1.本实用新型为固定翼多旋翼复合式无人机，既有多旋翼无人机操作简单，可垂直起降、悬停的优点，又有固定翼无人机高速的优点。

2.本实用新型利用太阳能供电可以达到高续航时间。

3.本实用新型可实现水上滑行和空中飞行两栖作业。

4.本实用新型利用舵机和能在水上滑行等特点可实现顺洋流水上滑行，达到回收的目的，节约成本。

5.本实用新型利用利用红外摄像头、图像传感器和无线传输模块可实时传输图像数据，达到探测准确的目的

附图说明

图1是应用于海洋探测的复合式无人机的俯视图

图2是应用于海洋探测的复合式无人机的主视图

图3是主机身(A)的结构示意图

图4是供电系统(B)的结构示意图

图5是左复合机翼系统(D)和右复合机翼系统(E)视图

图6是机翼(16)的后视图

图7是机翼(16)的仰视图

图8是螺旋桨(18)的仰视图

图9是旋翼(19)结构示意图

图10是左水上滑行系统(C)和右水上滑行系统(F)的结构示意图

图11是图10局部放大图

图12是探测系统(G)的结构示意图

图13是应用于海洋探测的复合式无人机的系统框架图

其中：A.主机身 B.供电系统 C.左水上滑行系统 D.左复合机翼系统 E.右复合机翼系统 F.右水上滑行系统 G.探测系统 Ⅰ.前段 Ⅱ.中段 Ⅲ.后段 1.机体 2.孔组Ⅰ 3.安装口Ⅰ 4.偏航舵 5.安装口Ⅱ 6.左侧升降舵 7.推进器 8.右侧升降舵 9.安装口Ⅲ 10.孔组Ⅱ 11.螺栓组Ⅰ 12.孔组Ⅲ 13.电池箱 14.太阳能板 15.螺栓组Ⅱ 16.机翼 17.孔组Ⅳ18螺旋桨 19.旋翼 20.电机21.输出轴 22.轴孔 23.孔组Ⅴ 24.安装孔 25.外伸轴 26.滑行板 27.螺栓组Ⅲ 28.螺栓组Ⅳ 29.孔组Ⅵ 30.起落架 31.孔组Ⅶ 32.凹槽 33.孔组Ⅷ34.红外摄像头 35.搭载装置 36.GPS定位器 37.图像传感器 38.数据处理中心 39.信息处理器 40.无线传输模块 41.远程控制中心

具体实施方式

如图1和图2所示，本实用新型由主机身A、供电系统B、左水上滑行系统C、左复合机翼系统D、右复合机翼系统E、右水上滑行系统F、探测系统G组成，其中供电系统B通过其中电池箱13上的孔组Ⅲ12和主机身A中机体1上的孔组Ⅰ2经螺栓组Ⅰ11的螺栓固接；左复合机翼系统D和右复合机翼系统E结构完全相同，且关于机体1的中心线O-O对称设置，右复合机翼系统E通过机翼16上的孔组Ⅳ17和主机身A中机体1上的孔组Ⅱ10用螺栓组Ⅱ15连接；左复合机翼系统D通过其上与右复合机翼系统E中机翼16的孔组Ⅳ17对应孔、与主机身A中机体1上孔组Ⅱ10对称侧的孔，用与螺栓组Ⅱ15对应的螺栓连接；左水上滑行系统D和右水上滑行系统E结构完全相同，且关于机体1的中心线O-O对称设置；起落架30为关于机体1的中心线O-O的对称结构；右水上滑行系统F通过起落架30右侧的孔组Ⅵ29、右复合机翼系统E中机翼16上的孔组Ⅴ23经螺栓组Ⅱ15固接；左水上滑行系统D通过与起落架30右侧的孔组Ⅵ29对应的孔、右复合机翼系统E中机翼16上的孔组Ⅴ23对应的孔经螺栓固接；探测系统G固接在主机身A中机体1的中段Ⅱ下面；探测系统G的红外摄像头34与主机身A的图像传感器37连接。

如图3所示，所述的主机身A由机体1、GPS定位器36、图像传感器37、数据处理中心38、偏航舵4、左侧升降舵6、推进器7和右侧升降舵8组成，其中机体1由前段Ⅰ、中段Ⅱ和后段Ⅲ组成，中段Ⅱ设有由两个水平的孔组成的孔组Ⅰ2和由两个水平的孔组成的孔组Ⅱ10，后段Ⅲ的后部设有安装口Ⅰ3、安装口Ⅱ5和安装口Ⅲ9；GPS定位器19、图像传感器20和数据处理中心21置于中段Ⅱ内，偏航舵4置于安装口Ⅰ3，左侧升降舵6置于安装口Ⅱ5，右侧升降舵8置于安装口Ⅲ9，推进器7置于后段Ⅲ尾侧。

如图4所示，所述的供电系统B为太阳能供电系统，由太阳能板14、电池箱13和螺栓组Ⅰ11组成，其中电池箱13上设有孔组Ⅲ12，孔组Ⅲ12由四个孔组成，电池箱内部有蓄电池和充电控制器，太阳能板14固接于电池箱13上面；螺栓组Ⅰ11的四个螺栓与孔组Ⅲ12的四个孔对应。

如图5至图9所示，所述的左复合机翼系统D和右复合机翼系统E结构完全相同，且关于机体1的中心线O-O对称设置，其中右复合机翼系统E由螺栓组Ⅱ15、机翼16、螺旋桨18、旋翼19和电机20组成，机翼16内侧设有孔组Ⅳ17，机翼16后端设有轴孔22，机翼16后端底侧设有孔组Ⅴ23，螺旋桨18中心设有安装孔24，电机20上设有输出轴21，旋翼19下部设有外伸轴25；旋翼19的外伸轴25与机翼16的轴孔22固接；螺旋桨18经安装孔24与电机20的输出轴21固接；电机20固接于旋翼19的中心。

如图10和图11所示，所述的左水上滑行系统C和右水上滑行系统F结构完全相同，且关于机体1的中心线O-O对称设置；右水上滑行系统F由滑行板26、螺栓组Ⅲ27、螺栓组Ⅳ28和起落架30组成，起落架30为关于机体1的中心线O-O的对称结构；起落架30右侧上端设有孔组Ⅵ29，起落架30右侧下端设有孔组Ⅶ31，滑行板26上面中心设有凹槽32和孔组Ⅷ33；起落架30右侧的孔组Ⅶ31经螺栓组Ⅲ27，固接于右水上滑行系统F的滑行板26中凹槽32的孔组Ⅷ33。起落架30左侧与孔组Ⅶ31对应的孔经螺栓组Ⅲ27对应的螺栓，固接于左水上滑行系统C与滑行板26对应的孔组Ⅷ33的孔。

如图12所示，所述的探测系统G由搭载装置35、红外摄像头34组成，红外摄像头34固接于搭载装置35上。

如图13所示，所述的数据处理中心38中设有信息处理器39、无线传输模块40和远程控制中心41，所述的信息处理器39的输出端与无线传输模块40的输入端连接，所观察图像通过无线传输模块40传输给远程控制中心41。

所述的GPS定位器36和图像传感器37的输出端与数据处理中心38的输入端连接。

Claims (8)

1.一种应用于海洋探测的复合式无人机,其特征在于：由主机身(A)、供电系统(B)、左水上滑行系统(C)、左复合机翼系统(D)、右复合机翼系统(E)、右水上滑行系统(F)、探测系统(G)组成，其中供电系统(B)通过其中电池箱(13)上的孔组Ⅲ(12)和主机身(A)中机体(1)上的孔组Ⅰ(2)经螺栓组Ⅰ(11)的螺栓固接；左复合机翼系统(D)和右复合机翼系统(E)结构完全相同，且关于机体(1)的中心线O-O对称设置，右复合机翼系统(E)通过机翼(16)上的孔组Ⅳ(17)和主机身(A)中机体(1)上的孔组Ⅱ(10)用螺栓组Ⅱ(15)连接；左复合机翼系统(D)通过其上与右复合机翼系统(E)中机翼(16)的孔组Ⅳ(17)对应孔、与主机身(A)中机体(1)上孔组Ⅱ(10)对称侧的孔，用与螺栓组Ⅱ(15)对应的螺栓连接；左水上滑行系统(D)和右水上滑行系统(E)结构完全相同，且关于机体(1)的中心线O-O对称设置；起落架(30)为关于机体(1)的中心线O-O的对称结构；右水上滑行系统(F)通过起落架(30)右侧的孔组Ⅵ(29)、右复合机翼系统(E)中机翼(16)上的孔组Ⅴ(23)经螺栓组Ⅱ(15)固接；左水上滑行系统(D)通过与起落架(30)右侧的孔组Ⅵ(29)对应的孔、右复合机翼系统(E)中机翼(16)上的孔组Ⅴ(23)对应的孔经螺栓固接；探测系统(G)固接在主机身(A)中机体(1)的中段(Ⅱ)下面；探测系统(G)的红外摄像头(34)与主机身(A)的图像传感器(37)连接。

2.按权利要求1所述的应用于海洋探测的复合式无人机，其特征在于：所述的主机身(A)由机体(1)、GPS定位器(36)、图像传感器(37)、数据处理中心(38)、偏航舵(4)、左侧升降舵(6)、推进器(7)和右侧升降舵(8)组成，其中机体(1)由前段(Ⅰ)、中段(Ⅱ)和后段(Ⅲ)组成，中段(Ⅱ)设有由两个水平的孔组成的孔组Ⅰ(2)和由两个水平的孔组成的孔组Ⅱ(10)，后段(Ⅲ)的后部设有安装口Ⅰ(3)、安装口Ⅱ(5)和安装口Ⅲ(9)；GPS定位器(36)、图像传感器(37)和数据处理中心(21)置于中段(Ⅱ)内，偏航舵(4)置于安装口Ⅰ(3)，左侧升降舵(6)置于安装口Ⅱ(5)，右侧升降舵(8)置于安装口Ⅲ(9)，推进器(7)置于后段(Ⅲ)尾侧。

3.按权利要求1所述的应用于海洋探测的复合式无人机，其特征在于：所述的供电系统(B)为太阳能供电系统，由太阳能板(14)、电池箱(13)和螺栓组Ⅰ(11)组成，其中电池箱(13)上设有孔组Ⅲ(12)，孔组Ⅲ(12)由四个孔组成，电池箱内部有蓄电池和充电控制器，太阳能板(14)固接于电池箱(13)上面；螺栓组Ⅰ(11)的四个螺栓与孔组Ⅲ(12)的四个孔对应。

4.按权利要求1所述的应用于海洋探测的复合式无人机，其特征在于：所述的左复合机翼系统(D)和右复合机翼系统(E)结构完全相同，且关于机体(1)的中心线O-O对称设置，其中右复合机翼系统(E)由螺栓组Ⅱ(15)、机翼(16)、螺旋桨(18)、旋翼(19)和电机(20)组成，机翼(16)内侧设有孔组Ⅳ(17)，机翼(16)后端设有轴孔(22)，机翼(16)后端底侧设有孔组Ⅴ(23)，螺旋桨(18)中心设有安装孔(24)，电机(20)上设有输出轴(21)，旋翼(19)下部设有外伸轴(25)；旋翼(19)的外伸轴(25)与机翼(16)的轴孔(22)固接；螺旋桨(18)经安装孔(24)与电机(20)的输出轴(21)固接；电机(20)固接于旋翼(19)的中心。

5.按权利要求1所述的应用于海洋探测的复合式无人机，其特征在于：所述左水上滑行系统(C)和右水上滑行系统(F)结构完全相同，且关于机体(1)的中心线O-O对称设置；右水上滑行系统(F)由滑行板(26)、螺栓组Ⅲ(27)、螺栓组Ⅳ(28)和起落架(30)组成，起落架(30) 为关于机体(1)的中心线O-O的对称结构；起落架(30)右侧上端设有孔组Ⅵ(29)，起落架(30)右侧下端设有孔组Ⅶ(31)，滑行板(26)上面中心设有凹槽(32)和孔组Ⅷ(33)，起落架(30)；起落架(30)右侧的孔组Ⅶ(31)经螺栓组Ⅲ(27)，固接于右水上滑行系统(F)的滑行板(26)中凹槽(32)的孔组Ⅷ(33)；起落架(30)左侧与孔组Ⅶ(31)对应的孔经螺栓组Ⅲ(27)对应的螺栓，固接于左水上滑行系统(C)与滑行板(26)对应的孔组Ⅷ(33)的孔。

6.按权利要求1所述的应用于海洋探测的复合式无人机，其特征在于：所述的探测系统(G)由搭载装置(35)、红外摄像头(34)组成，红外摄像头(34)固接于搭载装置(35)上。

7.按权利要求2所述的应用于海洋探测的复合式无人机，其特征在于：所述的数据处理中心(38)中设有信息处理器(39)、无线传输模块(40)和远程控制中心(41)，所述的信息处理器(39)的输出端与无线传输模块(40)的输入端连接，所观察图像通过无线传输模块(40)传输给远程控制中心(41)。

8.按权利要求2所述的应用于海洋探测的复合式无人机，其特征在于：所述的GPS定位器(36)和图像传感器(37)的输出端与数据处理中心(38)的输入端连接。