[發明專利]一種采用旋翼傾轉機構的自適應水空兩棲無人機

有效

• 申請號: 201910248361.0
• 申請日: 2019-03-29
• 公開（公告）號: CN109896008B
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 李波;劉潔;溫宇欽;李大鈞;薛浩然;李浩;吳航;程文燕;田傲翔
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: B64C27/20
• 分類號: B64C27/20;B64C27/52;B64C35/00
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 李明婭

本發明提供一種采用旋翼傾轉機構的自適應水空兩棲無人機，包括機體、機體外殼、起落架和控制系統，其特征在于：所述機體包括飛控盒、位于機體中部的主軸箱、穿出主軸箱前后左右四個方向設置的主軸，位于機體外殼前后兩側內部的內置涵道，和位于機體外殼左右外側設置的外置涵道，外置涵道和內置涵道內均設有螺旋槳，四根主軸穿過機體外殼上開設的通孔分別與四個矢量電機座連接，四個矢量電機座分別與四個螺旋槳連接，機體內還包括兩組旋翼傾轉機構，分別用于控制兩對螺旋槳的飛行狀態。本發明無人機解決了在不同飛行環境，以及切換飛行環境過程中的穩定性問題，提高了水空兩棲無人機的適用性。

技術領域

本發明屬于無人機技術領域，具體涉及一種采用旋翼傾轉機構的自適應水空兩棲無人機。

背景技術

無人機，全稱“無人駕駛飛機”，是利用無線電遙控設備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛行器。隨著科技的發展，無人機的應用領域越來越廣泛，其在電力巡檢、農業植保、物流運輸、信號中轉、地表測繪等方面都發揮著巨大作用，因此吸引著更多人才和資源投入其中。

在無人機領域的研究中，水空兩棲是一個重要的方向。多元化的活動空間為無人機的應用增添了更多的可能性。水空兩棲無人機結合了飛行器與潛水艇的優勢，不僅可以在空中發揮其作用，而且還可以進入水中進行特種作業。水空兩棲無人機在海洋救援領域，娛樂領域，海洋勘測和軍事等領域都有著很大的發展空間。

水空兩棲飛行器的技術關鍵在于設計一種可在水中，空中正常工作的飛行器，并且可以在兩種飛行模式之間自如穩定地切換。目前已經面世的水空兩棲無人機中，缺少對無人機在不同飛行環境的分析，不能夠在水、空兩種飛行環境中做到穩定飛行，從而導致飛行效率低，飛行穩定性差，靈活性差，影響了水空兩棲無人機的應用可能性。因此設計一種新式的水空兩棲無人機，使得無人機在不同飛行環境都能穩定、靈活飛行，對于無人機的應用具有很大的意義。

發明內容

針對現有水空兩棲無人機的不足提供一種采用旋翼傾轉機構的自適應水空兩棲無人機，解決了在不同飛行環境，以及切換飛行環境過程中的穩定性問題，提高水空兩棲無人機的適用性。本發明為解決現有技術中存在的問題采用的技術方案如下：

一種采用旋翼傾轉機構的自適應水空兩棲無人機，包括機體、機體外殼、起落架和控制系統，其特征在于：所述機體包括飛控盒、位于機體中部的主軸箱、穿出主軸箱前后左右四個方向設置的主軸，位于機體外殼前后兩側內部的內置涵道，和位于機體外殼左右外側設置的外置涵道，外置涵道和內置涵道內均設有螺旋槳，四根主軸穿過機體外殼上開設的通孔分別與四個矢量電機座連接，四個矢量電機座分別與四個螺旋槳連接，機體內還包括兩組旋翼傾轉機構，分別用于控制兩對螺旋槳的飛行狀態。

所述主軸箱包括主軸箱舵機、齒輪組，齒輪組中的主動齒輪與主軸箱舵機輸出軸相連，齒輪組從動齒輪與位于機體左右側主軸相連，四根主軸均從主軸箱上伸出。

所述主軸包括前后兩側對稱設置的方管主軸和左右兩側對稱設置的圓管主軸，方管主軸穿出主軸箱后與前后兩側內置涵道連通，圓管主軸穿出主軸箱后與左右方外置涵道連通，方管主軸位于圓管主軸水平方位上方。

所述兩組旋翼傾轉機構分別為內置涵道旋翼傾轉機構和外置涵道旋翼傾轉機構，其中內置涵道旋翼傾轉機構包括由主軸箱穿出的方管主軸、與方管主軸連接的矢量電機座和與矢量電機座連接的螺旋槳電機，所述外置涵道旋翼傾轉機構包括由主軸箱穿出的圓管主軸、與圓管主軸連接的矢量電機座和與矢量電機座連接的螺旋槳電機，其中圓管主軸通過齒輪組與主軸箱舵機輸出軸連接，在主軸箱舵機輸出軸旋轉帶動下，圓管主軸整體發生傾轉帶動外置涵道整體發生傾轉。