[發明專利]自適應變姿態空中水面潛水無人機及其控制方法

在審

• 申請號: 202011058172.6
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN112061395A
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 謝嘉;吳至松;李永國;張增敏;袁德勝;田韙銘;王天凡
• 申請（專利權）人: 上海海洋大學
• 主分類號: B64C39/02
• 分類號: B64C39/02;B64C35/00;B63G8/00
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司 31227
• 代理人: 李慶

本發明提供一種自適應變姿態空中水面潛水無人機及其控制方法，其中無人機包括：機體、水泵、機臂、浮力裝置、直流無刷電機和雙用螺旋槳；浮力裝置均勻布設于機體外周并分別通過機臂連接機體；直流無刷電機固定于浮力裝置內其輸出軸自浮力裝置的頂端伸出；雙用螺旋槳與直流無刷電機的輸出軸傳動連接；每一浮力裝置內固定有相連的第一控制器和第一電池；第一控制器和第一電池連接對應的直流無刷電機；機體內部形成水腔，機體表面形成進水口和排水口；機體內固定有水泵及相連的第二控制器和第二電池，第二控制器控制水泵并與各第一控制器通信連接。本發明的一種自適應變姿態空中水面潛水無人機及其控制方法，水空兩棲，且結構簡單。

技術領域

本發明涉及無人機技術領域，尤其涉及一種自適應變姿態空中水面潛水無人機及其控制方法。

背景技術

目前，無人機已經得到了較多的應用，但是，尚缺乏一種結構簡單并各部分設計和姿態控制適合空中、水面和水下航行的兩棲無人機，導致無人機在具有水域的運行環境中使用受限。

發明內容

針對上述現有技術中的不足，本發明提供一種自適應變姿態空中水面潛水無人機及其控制方法，水空兩棲，且結構簡單。

為了實現上述目的，本發明提供一種自適應變姿態空中水面潛水無人機，包括一機體、一水泵、四機臂、四浮力裝置、四直流無刷電機和四雙用螺旋槳；所述浮力裝置均勻分布在所述機體外周并分別通過所述機臂連接所述機體；所述直流無刷電機固定于所述浮力裝置內，所述直流無刷電機的輸出軸自所述浮力裝置的頂端伸出所述浮力裝置外；所述雙用螺旋槳與所述直流無刷電機的輸出軸傳動連接；所述浮力裝置中空，每一所述浮力裝置內固定有相連的一第一控制器和一第一電池；所述第一控制器和所述第一電池連接對應的所述直流無刷電機；所述機體內部形成一水腔，所述機體表面形成一進水口和一排水口，所述進水口和所述排水口通過管路與所述水腔連通，所述水泵安裝于所述管路上；所述機體內固定有所述水泵和相連的一第二控制器和一第二電池，所述第二控制器控制所述水泵且包括一通信裝置并與各所述第一控制器通信連接。

優選地，所述浮力裝置中部的直徑大于兩端的直徑，呈魚雷狀。

優選地，所述機體呈流線型，且所述機體的上部呈半橢球形，所述機體的中部呈圓弧形，所述機體的底部呈子彈頭形。

優選地，所述機臂呈中空結構，所述機臂的第一端開口并連通所述水腔，所述機臂的第二端封閉并連接所述浮力裝置的外壁。

優選地，還包括一遠程控制端，所述遠程控制端通過所述通信裝置與所述第二控制器通信連接，所述第二控制器與四個所述第一控制器通信連接。

本發明所述的自適應變姿態空中水面潛水無人機的控制方法，包括步驟：

S1：通過所述第二控制器預設多種工作模式，所述工作模式包括空中飛行模式、水面航行模式和水下潛行模式；

S2：根據實際需求選擇所需的所述工作模式作為目標工作模式；

S3：根據當前所述工作模式和所述目標工作模式確定工作模式轉換方案；

S4：所述第二控制器根據所述工作模式轉換方案將所述自適應變姿態空中水面潛水無人機的當前所述工作模式切換至所述目標工作模式。

優選地，所述工作模式轉換方案包括：由所述空中飛行模式切換為所述水面航行模式、由所述水面航行模式切換為所述水下潛行模式、由所述水下潛行模式切換為所述水面航行模式、由所述水面航行模式切換為所述空中飛行模式、由所述空中飛行模式切換為所述水下潛行模式和由所述水下潛行模式切換為所述空中飛行模式。

優選地，兩個處于對角線的所述雙用螺旋槳順時針旋轉，另兩個處于對角線的所述雙用螺旋槳逆時針旋轉；