[發(fā)明專利]一種水陸兩棲跨介質無人車

有效

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• 申請日: 2021-04-14
• 公開（公告）號: CN113147291B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發(fā)明（設計）人: 陳泰然;陳家成;黃彪;王國玉;王典
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: B60F3/00
• 分類號: B60F3/00
• 代理公司: 北京正陽理工知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 11639
• 代理人: 鄔曉楠

1.一種水陸兩棲跨介質無人車，其特征在于：包括可變重心電池、可伸縮折疊防浪板機構、矢量噴水推進器與無人控制系統(tǒng)，當需要下潛時調(diào)整水陸兩棲跨介質無人車的姿態(tài)和重心，實現(xiàn)快速下潛；

所述可變重心電池設置在車體(9)內(nèi)部，作為所述水陸兩棲跨介質無人車的動力源；同時，采用雙電池布局設計作為重心調(diào)整機構，包括：配重滑軌(13)、絲杠電機(14)、配重電池(25)、驅動絲杠(26)和固定電池(27)，連接關系：固定電池(27)設置在車體(9)內(nèi)部前端，用于和車體(9)尾部的矢量噴水推進器(32)進行平衡；驅動絲杠(26)和配重滑軌(13)分別固定在車體(9)內(nèi)部下端，配重電池(25)安裝在配重滑軌(13)上，同時與驅動絲杠(26)相連；絲杠電機(14)與驅動絲杠(26)一端同軸相連；通過調(diào)控驅動絲杠(26)使配重電池(25)沿配重滑軌(13)前移距離x調(diào)整車體重心實現(xiàn)快速下潛；

所述可伸縮折疊防浪板機構設置在車體(9)首部，用于抵消一些水流對車體的擾動和阻力、提升整車水中速度以及切換車體姿態(tài)實現(xiàn)水下行駛，包括：前支撐桿(1)、推桿支架(2)、上段電動推桿(3)、下段電動推桿(4)、防浪板下段(11)、防浪板上段(12)，連接關系：防浪板下段(11)的一端和車首下部通過轉軸相連，另一端與防浪板上段(12)通過轉軸相連，形成兩個轉動副；下段電動推桿(4)一端通過轉軸連接到車首中部，另一端通過轉軸連接到防浪板下段(11)，形成兩個轉動副；前支撐桿(1)的一端與防浪板上段(12)通過轉軸連接，另一端與推桿支架(2)一端通過轉軸連接，形成兩個轉動副；推桿支架(2)一端通過轉軸與防浪板下段(11)連接，形成一個轉動副；上段電動推桿(3)一端通過轉軸連接到車首上部，另一端通過轉軸連接到推桿支架(2)中部，形成兩個轉動副；為防止運動干涉，上段電動推桿(3)與前支撐桿(1)、推桿支架(2)并不在同一平面；通過調(diào)控防浪板下段(11)與防浪板上段(12)，防浪板下段(11)與車體下水平面形成一定角度ω₁，調(diào)整車體姿態(tài)實現(xiàn)快速下潛；

所述矢量噴水推進器(32)設置在車尾底部，包括：矢量噴口(31)、進水口(33)；矢量噴水推進器(32)與推進器電機(15)連接；矢量噴口(31)與倒車水斗(30)通過轉軸連接形成一個轉動副；以上所述機構包括兩組，左右對稱分布在車體(9)尾部；矢量噴口(31)可以引導水流向上角度ω₂噴出，調(diào)整噴水方向實現(xiàn)快速下潛；

所述無人控制系統(tǒng)設置在所述車體(9)內(nèi)部后方用于控制所述水陸兩棲跨介質無人車的速度、轉向、制動以及所述車體姿態(tài)，包括：圖傳攝像頭(5)、電機控制器(16)、姿態(tài)傳感器(17)、驅動器(18)、控制板(19)、路由器(20)、浸水傳感器(21)、水位傳感器(29)，連接關系：電機控制器(16)、姿態(tài)傳感器(17)、驅動器(18)、控制板(19)、路由器(20)設置在車體(9)內(nèi)部；浸水傳感器(21)包括四個，設置在車體(9)內(nèi)部下平面四個角，用于檢測車體(9)的防水性；水位傳感器(29)設置在車體(9)底部，用于監(jiān)測水位，根據(jù)水位變化自動選用最佳的驅動方式；圖傳攝像頭(5)包括四個，設置在車體(9)頂部四個角，可360°旋轉用于獲取周圍環(huán)境信息；聲納傳感器34設置在車體(9)底部，用于獲取所述圖傳攝像頭(5)捕捉不到的水下環(huán)境信息。

2.如權利要求1所述的一種水陸兩棲跨介質無人車，其特征在于：所述配重電池(25)前移距離x在0.37～0.5m內(nèi)都可實現(xiàn)下潛。

3.如權利要求1所述的一種水陸兩棲跨介質無人車，其特征在于：所述角度ω₁在0～10°內(nèi)都可實現(xiàn)下潛。

4.如權利要求1所述的一種水陸兩棲跨介質無人車，其特征在于：所述角度ω₂在10～20°內(nèi)都可實現(xiàn)下潛。

5.如權利要求1所述的一種水陸兩棲跨介質無人車，其特征在于：所述角度ω₁、所述角度ω₂與所述配重電池(25)前移距離x在各自范圍內(nèi)配合，同時滿足：

可實現(xiàn)快速下潛。

6.如權利要求1所述的一種水陸兩棲跨介質無人車，其特征在于：所述可變重心電池、所述可伸縮折疊防浪板機構以及所述矢量噴水推進器的工作均可由所述水陸兩棲跨介質無人車自主完成，由所述無人控制系統(tǒng)中的圖傳攝像頭(5)與姿態(tài)傳感器(17)將捕獲的周圍環(huán)境信息反饋給控制板(19)，控制板(19)通過驅動器(18)和路由器(20)控制電機控制器(16)，對所述可伸縮折疊防浪板機構、所述矢量噴水推進器、所述可變重心電池進行控制調(diào)節(jié)；同時，也可接入遠程遙控系統(tǒng)，實現(xiàn)對無人車下達指令和遙控干預。