[發(fā)明專利]一種可反復(fù)出入水的仿生跨介質(zhì)無人航行器

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111218801.1
• 申請(qǐng)日: 2021-10-20
• 公開（公告）號(hào): CN113829815A
• 公開（公告）日: 2021-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣運(yùn)華;沈樂;李洋;鄒志輝;楊茂;李昊羲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中山大學(xué)
• 主分類號(hào): B60F5/02
• 分類號(hào): B60F5/02;B64C35/00;B64C27/26;B64D27/24;B63G8/22;B63H21/17
• 代理公司: 深圳市創(chuàng)富知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44367
• 代理人: 高冰

本發(fā)明公開一種可反復(fù)出入水的仿生跨介質(zhì)無人航行器，包括機(jī)體、固定翼驅(qū)動(dòng)裝置、活動(dòng)翼驅(qū)動(dòng)裝置、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、水下推進(jìn)裝置和控制機(jī)構(gòu)，機(jī)體具有機(jī)身、機(jī)翼和仿塘鵝機(jī)頭；該可反復(fù)出入水的仿生跨介質(zhì)無人航行器根據(jù)飛行器與潛航器的特點(diǎn)，機(jī)身的翼身融合設(shè)計(jì)使得航行器具有良好的氣動(dòng)性能，仿塘鵝的機(jī)頭減小了出入水時(shí)受到的沖擊載荷，實(shí)現(xiàn)高速出入水，在空中能以較高速度持續(xù)航行。配備有兩個(gè)固定翼驅(qū)動(dòng)裝置和兩個(gè)活動(dòng)翼驅(qū)動(dòng)裝置，只在航行器空中懸停以及垂直出入水時(shí)工作，通過四旋翼旋轉(zhuǎn)可使整架航行器實(shí)現(xiàn)低速出入水，機(jī)身后部的旋翼用于在空中飛行時(shí)高速推進(jìn)，水下推進(jìn)裝置用于航行器的在水中的推進(jìn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無人機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可反復(fù)出入水的仿生跨介質(zhì)無人航行器。

背景技術(shù)

跨介質(zhì)航行器是一種新型的集成多種功能的裝備，它兼有航行器的速度和潛航器的隱蔽性，能夠反復(fù)自主跨越水空界面，在水中和空中航行時(shí)能夠保持穩(wěn)定，具有空中飛行、水下航行、跨介質(zhì)出入水面等多種工作模式。軍事上的主要應(yīng)用是空中偵查、水下監(jiān)視，也可裝備攻擊武器，利用其能反復(fù)迅速跨越水面的特點(diǎn)，既能及時(shí)規(guī)避不同方向的偵查與攻擊，也能快速精確地打擊目標(biāo)，從而有效地完成任務(wù)。在其他方面，跨介質(zhì)航行器因其良好的機(jī)動(dòng)性能在水面搜救、水下資源探測和水下測繪等領(lǐng)域都有廣闊的應(yīng)用前景。

跨介質(zhì)航行器面臨的主要問題是出入水問題和動(dòng)力問題。由于水的密度與空氣密度相差較大，航行器在入水時(shí)受到的沖擊載荷較大，在俯沖入水時(shí)還會(huì)受到力矩突變的影響，因此，有必要進(jìn)行改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決上述的技術(shù)問題而一種可反復(fù)出入水的仿生跨介質(zhì)無人航行器，其根據(jù)飛行器與潛航器的特點(diǎn)，機(jī)身的翼身融合設(shè)計(jì)使得航行器具有良好的氣動(dòng)性能，仿塘鵝的機(jī)頭減小了出入水時(shí)受到的沖擊載荷，實(shí)現(xiàn)高速出入水，在空中能以較高速度持續(xù)航行。配備有兩個(gè)固定翼驅(qū)動(dòng)裝置和兩個(gè)活動(dòng)翼驅(qū)動(dòng)裝置，只在航行器空中懸停以及垂直出入水時(shí)工作，通過四旋翼旋轉(zhuǎn)可使整架航行器實(shí)現(xiàn)低速出入水，機(jī)身后部的旋翼用于在空中飛行時(shí)高速推進(jìn)，水下推進(jìn)裝置用于航行器的在水中的推進(jìn)。

為解決上述問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種可反復(fù)出入水的仿生跨介質(zhì)無人航行器，包括機(jī)體、固定翼驅(qū)動(dòng)裝置、活動(dòng)翼驅(qū)動(dòng)裝置、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、水下推進(jìn)裝置和控制機(jī)構(gòu)；機(jī)體具有機(jī)身、機(jī)翼和仿塘鵝機(jī)頭，所述機(jī)翼和仿塘鵝機(jī)頭均與所述機(jī)身固定連接；固定翼驅(qū)動(dòng)裝置配置在所述機(jī)翼翼根處；活動(dòng)翼驅(qū)動(dòng)裝置配置在所述機(jī)翼后方；調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)配置在所述機(jī)翼的后方，所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)用于調(diào)節(jié)所述活動(dòng)翼驅(qū)動(dòng)裝置的推進(jìn)角度；水下推進(jìn)裝置配置在所述機(jī)身后端；控制機(jī)構(gòu)配置在所述機(jī)身內(nèi)，所述固定翼驅(qū)動(dòng)裝置、活動(dòng)翼驅(qū)動(dòng)裝置和水下推進(jìn)裝置均與所述控制機(jī)構(gòu)電性連接；其中，所述機(jī)翼下表面設(shè)置有機(jī)臂，所述機(jī)臂一端與所述機(jī)翼固定連接，所述機(jī)臂另一端遠(yuǎn)離所述機(jī)翼并與調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)固定連接，所述活動(dòng)翼驅(qū)動(dòng)裝置安裝在所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)上。

作為優(yōu)選，還包含有流體通道、六軸傳感器、蓄水箱和伸縮式壓縮機(jī)構(gòu)；六軸傳感器配置在所述機(jī)身內(nèi)用于檢測航行狀態(tài)，所述六軸傳感器與所述控制機(jī)構(gòu)電性連接；蓄水箱配置在所述機(jī)身內(nèi)的，所述蓄水箱內(nèi)具有活塞，所述活塞一端連接有傳動(dòng)管，所述流體通道與所述蓄水箱相連通；伸縮式壓縮機(jī)構(gòu)配置在所述機(jī)身內(nèi)，所述傳動(dòng)管另一端與所述伸縮式壓縮機(jī)構(gòu)固定連接，所述伸縮式壓縮機(jī)構(gòu)與所述控制機(jī)構(gòu)電性連接；其中，所述機(jī)身背面設(shè)置有電動(dòng)閥，所述電動(dòng)閥一端與所述流體通道連通，所述電動(dòng)閥配置為用于控制流體通道的連通和斷開。

作為優(yōu)選，還包含有薄膜太陽能電池、蓄電池和太陽能控制器；薄膜太陽能電池貼在所述機(jī)翼的正面；蓄電池配置在所述機(jī)身內(nèi)；太陽能控制器配置在所述機(jī)身內(nèi)，所述薄膜太陽能電池和蓄電池均與所述太陽能控制器電性連接。

作為優(yōu)選，所述機(jī)身和機(jī)翼之間設(shè)置有裝配孔，所述裝配孔內(nèi)設(shè)置有安裝架，所述機(jī)身和機(jī)翼均與安裝架固定連接，所述固定翼驅(qū)動(dòng)裝置安裝于所述安裝架上。