[發(fā)明專利]一種兩棲四旋翼無人機

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710097439.4
• 申請日: 2017-02-22
• 公開（公告）號: CN106926654A
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃豪彩;黃亮;沈蕓;盛超武;吳季;革文科
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: B60F5/02
• 分類號: B60F5/02;B64C35/00;B64C27/08;B64C39/02
• 代理公司: 杭州天勤知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司33224
• 代理人: 胡紅娟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及飛行技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種兩棲四旋翼無人機。

背景技術(shù)

無人機是無人駕駛航空器的簡稱，英文縮寫為UAV(Unmanned Aerial Vehicle)。

無人機是利用無線電遙控設(shè)備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機。機上無駕駛艙，但安裝有自動駕駛儀、程序控制裝置等設(shè)備。地面、艦艇上或母機遙控站人員通過雷達等設(shè)備，對其進行跟蹤、定位、遙控、遙測和數(shù)字傳輸。可在無線電遙控下像普通飛機一樣起飛或用助推火箭發(fā)射升空，也可由母機帶到空中投放飛行。回收時，可用與普通飛機著陸過程一樣的方式自動著陸，也可通過遙控用降落傘或攔網(wǎng)回收。可反覆使用多次。廣泛用于空中偵察、監(jiān)視、通信、反潛、電子干擾等。

國防工業(yè)出版社，2009年3月第1版第1次印刷，魏瑞軒、李學(xué)仁編著的《無人機系統(tǒng)及作戰(zhàn)使用》一書，在第1章總論無人機系統(tǒng)中介紹了無人機系統(tǒng)的一般組成(第2頁，圖1-2所示)。其中，飛機系統(tǒng)包括有機體系統(tǒng)、推進系統(tǒng)、飛控系統(tǒng)和導(dǎo)航系統(tǒng)。

在無人機上裝載多類傳感器，例如攝像頭，可以實現(xiàn)影像實時傳輸、高危地區(qū)探測功能，廣泛應(yīng)用于消防、軍事、交通、警務(wù)、勘探以及氣象等領(lǐng)域，以實現(xiàn)對指定區(qū)域的巡航拍攝和監(jiān)視。目前，無人機大多是基于直升機的飛行原理進行設(shè)計制造的，可實現(xiàn)垂直升降和高空懸停，從而滿足航拍和監(jiān)控的要求，最普遍的是單軸單槳、單軸共漿以及多旋翼(例如，四旋翼)形式。

四旋翼無人機是一種具有四個螺旋槳的飛行器并且四個螺旋槳呈十字形交叉結(jié)構(gòu)，相對的四旋翼具有相同的旋轉(zhuǎn)方向，分兩組，兩組的旋轉(zhuǎn)方向不同。與傳統(tǒng)的直升機不同，四旋翼直升機只能通過改變螺旋槳的速度來實現(xiàn)各種動作。四旋翼無人機具有可以自由懸停、運動性能好、體積小、環(huán)境友好、可靠性高以及操控簡單等優(yōu)點。四旋翼無人機主要應(yīng)用于街景拍攝、監(jiān)控巡察、電力巡檢、環(huán)保、確權(quán)問題、農(nóng)業(yè)保險快遞、影視劇拍攝、災(zāi)后救援等領(lǐng)域。

目前，四旋翼無人機的研究主要集中在空中無人機方面，公告號為CN204776011U的中國專利文獻公開了了一種可入水的多旋翼無人機，包括機體和多個設(shè)于機體上并呈對稱分布的旋翼臂，各所述旋翼臂在遠離機體的一端設(shè)有旋翼組件，所述旋翼組件包括安裝在旋翼臂上的動力電機和連接在動力電機輸出軸上的螺旋槳，所述機體底部安裝有儲水倉，所述儲水倉設(shè)有進出水控制閥，所述處理器分別與電源模塊、無線通信模塊、充氣控制閥、進出水控制閥和各旋翼臂上的動力電機連接，所述壓縮空氣存儲器的氣體輸出端通過充氣控制閥連接至儲水倉。該實用新型通過控制儲水倉里的儲水情況從而能有效控制在水中的浮潛情況，從而實現(xiàn)在空中水中無障礙航行，有效解決無人機在飛行途中因意外落水而損壞的問題。

該實用新型的不足之處在于，水下轉(zhuǎn)向不靈活，無法隨時調(diào)節(jié)無人機的上浮及下沉。同時，由于深水處阻力較大，容易出現(xiàn)動力不足的情況。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供了一種兩棲四旋翼無人機，該無人機可以在空中自由運動，也可以在水面以及水下不大于5米的深度內(nèi)自由運動，靈活性大大增加。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種兩棲四旋翼無人機，包括四個螺旋槳、剛性十字交叉支架機構(gòu)和控制系統(tǒng)，所述的十字交叉支架機構(gòu)包括機架主體和連接在機架主體四周的四個機臂，所述的機架主體底部密封安裝有艙體，頂部設(shè)有用于安裝防水導(dǎo)線的水密接頭；所述的艙體內(nèi)的上半部設(shè)有儲水艙和水泵；所述水泵的進水管密封連接設(shè)置在艙體下部的進出水口，出水管密封連接儲水艙下端的入水口。

在上述技術(shù)方案中，所述的兩棲四旋翼無人機，在結(jié)合空中四旋翼無人機技術(shù)的基礎(chǔ)上加以改進。可以在水下自由運動，通過密封處理，對機架主體內(nèi)部主要構(gòu)件進行保護。所述的艙體內(nèi)的上半部設(shè)置的儲水艙和水泵為自重調(diào)節(jié)裝置，可以讓無人機在遙控的控制下控制水泵的抽水以及排水來調(diào)節(jié)飛機的重量，進而控制無人機在水下的姿態(tài)。

優(yōu)選的，儲水艙內(nèi)設(shè)有貫穿儲水艙艙體上下的走線孔和儲水艙活塞。防水電機通過水密接插件與內(nèi)部電子調(diào)速器連接。連接水密接插件的導(dǎo)線通過儲水艙走線孔與艙體底部的電子調(diào)速器連接。儲水艙活塞可以有效的防止儲水艙內(nèi)水體溢出并隨著儲水艙內(nèi)部水位線的改變相應(yīng)的上下移動。

優(yōu)選的，所述的控制系統(tǒng)包括遙控、飛行控制板以及遙控接收機，所述的飛行控制板和遙控接收機安裝在艙體中。由遙控接收機接收到遙控傳送的無線電信號直接通過導(dǎo)線傳輸給飛行控制板，飛行控制板進一步做出指令控制電機的動作。