[發明專利]一種基于多旋翼推進的跨介質航行器

在審

• 申請號: 201711110961.8
• 申請日: 2017-11-13
• 公開（公告）號: CN107963205A
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發明（設計）人: 鄧飛;唐勇;蘇小陽;鄭丹丹;周江磊;熊偉
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: B64C27/08
• 分類號: B64C27/08;B60F5/02
• 代理公司: 西北工業大學專利中心61204
• 代理人: 陳星

技術領域

本發明涉及一種航行器，具體地說，涉及一種基于多旋翼推進的跨介質航行器。屬于多旋翼無人機應用技術領域。

背景技術

近年來，四旋翼飛行器逐漸成為航空領域研究的前沿與熱點。四旋翼飛行器是一種由四個螺旋槳旋轉提供升力的多旋翼飛行器，可通過調節四個旋翼的轉速，實現對四旋翼飛行器飛行姿態的控制。相比于傳統的固定翼飛行器，四旋翼飛行器結構緊湊，具有起飛要求低，可懸停，垂直起降的特點。所以，在航海領域，根據四旋翼飛行器技術創新思維，提出基于多旋翼推進的跨介質航行器，既可實現空中垂直起降及水平飛行，又可在水上垂直起降懸停及航行。發明專利CN 205819555 U公開了“一種四旋翼飛行器”，飛行器本體采用開放式框架結構設計，四個螺旋槳呈十字形交叉對稱布置，當飛行器需要飛行時，通過增大設置在機身后部兩組旋翼的轉速，使后面兩組旋翼產生的升力大于前面兩組旋翼產生的升力，從而使四旋翼飛行器產生有傾角的姿態，通過四組旋翼所產生升力的水平分量達到使四旋翼飛行的目的；雖然結構簡單并保證了旋翼無人機具有良好的機動性，但是其結構只適合在空中飛行，開放式框架的本體結構設計不具備防水的性能，機身的設計也難以實現下潛到水中，同時四個旋翼的動力布局設計提供的升力有限。

發明內容

為了避免現有技術存在的不足，本發明提出一種基于多旋翼推進的跨介質航行器；該航行器借鑒旋翼飛行器與水下航行器的設計思路，基于旋翼推進和控制實現力系平衡與操縱，既能在空中飛行又能在水下航行。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:包括上殼體、下殼體、殼體連接件、電纜管、多個螺旋槳、多組電機、電子調速器、支架、飛行控制器、電池、天線接頭、螺旋槳接頭、電機座、管夾、電纜管底座和航行器本體，所述殼體連接件為中空圓柱形，殼體連接件兩端部有連接法蘭，殼體連接件壁上中間周向均布有多個等直徑圓孔，電纜管底座固定在殼體連接件壁上圓孔處，所述上殼體與所述下殼體為對稱的半橢球形結構，上殼體與下殼體邊緣分別有連接法蘭，殼體連接件與上殼體和下殼體通過連接法蘭、螺栓緊固連接組成航行器本體，飛行控制器、電子調速器和電池通過支架固定在航行器本體內部，上殼體頂部中軸上設有天線接頭，用于天線與飛行控制器連接，所述電纜管一端穿過電纜管底座和殼體連接件壁上圓孔與航行器本體內的支架固連，另一端為懸臂端，所述電機上下兩兩相對通過電機座與管夾固定在電纜管的懸臂端，螺旋槳通過螺旋槳接頭與電機輸出軸固連，且螺旋槳為正反向設置，飛行控制器與電子調速器通過控制電機的轉向和轉速來控制螺旋槳的轉速，實現力系平衡與操縱；

所述支架為正六邊形中空棱柱體，敞口端部邊緣有兩個帶肋板的凸耳，支架外棱柱面中間部位有四個對稱圓孔用于與電纜管配合安裝；飛行控制器固定在支架凸耳上面靠近上殼體頂部，多個電子調速器布設在支架外棱柱面上部，且沿棱柱體周向環繞，電池豎直安裝在支架內；通過移動飛行控制器、電子調速器、電池各部件在支架上的位置調節航行器本體的質量，使浮心位于重心的垂線上方，實現航行器入水和水下航行的穩定性。

所述電纜管為空心圓筒狀碳纖維管。

所述管夾采用鋁合金材料。

所述電纜管中軸線與航行器本體短軸位于同一平面。

有益效果

本發明提出的一種基于多旋翼推進的跨介質航行器，該航行器借鑒旋翼飛行器與水下航行器的設計思路，基于旋翼推進和控制實現航行器力系平衡與操縱，航行器既能在空中飛行又能在水下航行。

本發明跨介質航行器的電池、電子調速器和飛行控制器固定在航行器本體內的支架上。電纜管一端穿過電纜管底座與航行本體內的支架固連，電纜管另一端與管夾固定連接；電機座與管夾固連，四組電機上下兩兩相對安裝在電機座上，螺旋槳與電機輸出軸固連，且螺旋槳上下正反向設置。電纜管在航行器本體外呈十字形對稱布置。飛行控制器與電子調速器通過控制電機的轉向和轉速來控制螺旋槳的轉速實現力系平衡與操縱；從而實現航行器在空中的飛行或水下的航行。通過調節質量分布負浮力以及飛行器的低阻流線型氣動外形設計，對航行器本體進行優化，可提高航行器的利用率，使航行器適用性更強。

本發明跨介質航行器采用整體密封與單個組件密封結合設計，航行器本體各組件采用光敏樹脂由3D打印機一體化打印，在水下具有良好的防水性能；同時保證航行器在出入水和水下航行時的安全性。

附圖說明

下面結合附圖和實施方式對本發明一種基于多旋翼推進的跨介質航行器作進一步詳細說明。

圖1為本發明基于多旋翼推進的跨介質航行器示意圖。

圖2為本發明跨介質航行器剖視圖。