[發(fā)明專利]一種空陸雙棲無人機(jī)裝置及控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011054142.8
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN112319162B
• 公開（公告）日: 2022-12-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙躍鵬;薛竹筠;王靈艷;吳小平
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江理工大學(xué)
• 主分類號: B60F5/02
• 分類號: B60F5/02;B64C39/02;B64D45/00
• 代理公司: 南京正聯(lián)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32243
• 代理人: 沈留興

1.一種空陸雙棲無人機(jī)裝置，其特征在于，包括：連接架(1)、四旋翼(3)、旋翼保護(hù)模塊(2)以及車型下體(4)；所述連接架(1)與所述旋翼保護(hù)模塊(2)相互連接；所述旋翼保護(hù)模塊(2)設(shè)置在所述四旋翼(3)上方，用于保護(hù)四旋翼(3)的旋翼(306)；所述車型下體(4)設(shè)置在所述四旋翼(3)下方；

所述車型下體(4)包括連接板(401)、伸縮桿(402)、滑塊(403)、滑臺(404)、電機(jī)支架(405)、電機(jī)(406)、車輪(407)以及連接支架(408)；所述車型下體(4)的連接板(401)用于安裝四旋翼(3)，連接板(401)的底部用于 固定四個連接支架(408)，連接支架(408)與伸縮桿(402)的上端連接，伸縮桿(402)的另一端通過連接支架固定在滑塊(403)上，所述滑塊(403)安裝在滑臺(404)內(nèi)，允許滑塊(403)帶動滑塊(403)上端裝置在一定距離內(nèi)平移；每根長軌的下方各在前后相同位置處安裝一個電機(jī)支架(405)，電機(jī)(406)固定安裝在電機(jī)支架(405)上，用于控制車輪(407)的前進(jìn)與后退，電機(jī)(406)的輸出軸上各安裝一個車輪(407)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空陸雙棲無人機(jī)裝置，其特征在于，所述旋翼保護(hù)模塊(2)為四個，分別安裝在所述四旋翼(3)的四個旋翼(306)的正上方。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的空陸雙棲無人機(jī)裝置，其特征在于，所述連接架(1)為環(huán)形結(jié)構(gòu)，所述連接架(1)的環(huán)形結(jié)構(gòu)的周圍與所述旋翼保護(hù)模塊(2)相互連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2任一項所述的空陸雙棲無人機(jī)裝置，其特征在于，所述旋翼保護(hù)模塊(2)包括從上至下依次設(shè)置上檔環(huán)(201)、連接環(huán)(202)以及安裝環(huán)(203)；所述上檔環(huán)(201)、連接環(huán)(202)以及安裝環(huán)(203)均為輻條式結(jié)構(gòu)并經(jīng)固定裝置固定連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的空陸雙棲無人機(jī)裝置，其特征在于，所述旋翼(306)處于安裝環(huán)(203)以及連接環(huán)(202)之間；所述安裝環(huán)(203)的一側(cè)設(shè)有安裝孔，通過所述安裝孔固定在支撐板上，所述支撐板固定連接在所述四旋翼(3)上。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空陸雙棲無人機(jī)裝置，其特征在于，所述四旋翼(3)包括支架(301)、WiFi通信模塊(302)、電池(303)、GPS(304)、飛控模塊(305)、旋翼(306)、無刷電機(jī)(307)以及小車控制模塊(308)；所述四旋翼(3)共有四個旋翼(306)，且四個所述旋翼(306)處于同一水平面上；所述旋翼(306)固定安裝在無刷電機(jī)(307)的輸出軸上；電池(303)作為裝置的動力輸出固定安裝在所述四旋翼(3)中間平臺的正上方，所述WiFi通信模塊(302)、所述GPS(304)、所述飛控模塊(305)以及所述小車控制模塊(308)分別固定在所述支架(301)的三根支架臂上，所述WiFi通信模塊(302)用于裝置的遠(yuǎn)程信息傳輸以及裝置本身的數(shù)據(jù)交互；所述GPS(304)用于實施監(jiān)測與定位裝置所在位置以及裝置的飛行路徑；所述飛控模塊(305)用于控制無刷電機(jī)以及監(jiān)測裝置的飛行數(shù)據(jù)；所述小車控制模塊(308)與所述車型下體(4)的電機(jī)(406)相連接，由所述電機(jī)(406)控制所述車型下體(4)的伸縮桿(402)進(jìn)行伸縮運動并且控制車型下體(4)的車輪(407)運動。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的空陸雙棲無人機(jī)裝置，其特征在于，每個所述旋翼(306)均為兩槳式結(jié)構(gòu)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空陸雙棲無人機(jī)裝置，其特征在于，所述滑臺(404)為兩根長度相等且互相平行的長軌。

9.一種根據(jù)上述權(quán)利要求1-8任一項所述的空陸雙棲無人機(jī)裝置的控制方法，其特征在于，

空中模態(tài)：一種空陸雙棲無人機(jī)裝置開始進(jìn)行空中工作，WiFi通訊模塊(302)接收指令，通過數(shù)據(jù)處理后，先令小車控制模塊(308)控制車型下體(4)的電機(jī)控制伸縮桿(402)縮到最短，將裝置的重心盡可能集中靠近于四旋翼(3)，完成后，電機(jī)(406)停止工作；此時，飛控模塊(305)、WiFi通訊模塊(302)以及GPS(304)共同工作，飛控模塊(305)控制無刷電機(jī)(307)工作，無刷電機(jī)(307)驅(qū)動旋翼(306)開始高速旋轉(zhuǎn)，裝置成功離開地面；GPS(304)實時監(jiān)測裝置的飛行位置以及飛行路線，并由WiFi通訊模塊(302)實時將GPS(304)以及飛控模塊(305)處得到的飛行數(shù)據(jù)傳輸回地面，并將地面的遠(yuǎn)程指令傳輸給飛控模塊(305)以及GPS(304)，裝置成功起飛，開始空中作業(yè)；降落模態(tài)：一種空陸雙棲無人機(jī)裝置接收到降落指令時，裝置的WiFi通訊模塊(302)以及GPS(304)停止工作，飛控模塊(305)控制四旋翼(3)的無刷電機(jī)(307)，旋翼(306)旋轉(zhuǎn)速度逐漸減慢，控制整個裝置緩慢降落；當(dāng)整個裝置距離地面達(dá)到安全距離時，小車控制模塊(308)控制車型下體(4)的電機(jī)(406) 開始工作，電機(jī)(406)控制伸縮桿(402)進(jìn)行伸長運動，將整個裝置的重心逐漸下移，在接觸到地面的一瞬間，小車控制模塊(308)控制車型下體(4)的電機(jī)(406)，電機(jī)(406)控制伸縮桿(402)進(jìn)行回縮運動，減少裝置的下降沖力并改變裝置重心位置，令裝置更快平穩(wěn)，車型下體(4)的車輪(407)會自主前進(jìn)一段距離，用于消除無人機(jī)前行的慣性；

陸地模態(tài)：一種空陸雙棲無人機(jī)裝置在陸地工作時，小車控制模塊(308)，GPS(304)以及WiFi通訊模塊(302)共同工作；GPS(304)實時監(jiān)測裝置的所在位置以及行走路線并傳輸至WiFi通訊模塊(302)，由WiFi通訊模塊(302)實時傳輸給地面工作者，并且接收指令；小車控制模塊(308)控制電機(jī)(406)，電機(jī)(406)驅(qū)動車輪(407)向前或者向后運動，整個裝置實現(xiàn)前移或者后退；當(dāng)裝置處于崎嶇不平的地面且起伏較大時，電機(jī)(406)控制伸縮桿(402)進(jìn)行伸縮運動，同時控制滑塊(403)在滑臺(404)的位置，通過實時改變裝置的重心位置讓裝置在行駛路程中盡可能平穩(wěn)，并且減少因地面起伏過大給裝置帶來的震動與損傷。