CN116552779A - 一种倾斜旋翼水上无人机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种倾斜旋翼水上无人机，包括机身、第一固定翼、第二固定翼和多个旋翼；所述第一固定翼固定在机身的前端部，第二固定翼固定在机身的后端部，所述第一固定翼和第二固定翼的两端均设有涵道，所述涵道内设有驱动电机，所述驱动电机固定在倾转轴上，所述倾转轴可转动固定在涵道的一侧，并连接翻转电机，所述旋翼驱动连接驱动电机，所述涵道的外侧设有浮筒。与现有技术相比，本发明具有运行平稳、续航时间长等优点。

Description

一种倾斜旋翼水上无人机

技术领域

本发明涉及无人机装置技术领域，尤其是涉及一种倾斜旋翼水上无人机。

背景技术

近年来由水资源引发的问题越来越严重，对于水资源的污染调查和洪涝灾害的救援一般都是使用船和陆基无人机，但是，由于船的航速慢，工作效率比较低，存在不能及时达到目的地的情况。而传统的陆基无人机由于只能在陆地上起降，当洪涝灾害发生时所有陆地跑道都被淹没，将无法起飞作业，而且其在起飞作业过程中，由于只能在空中盘旋，导致无人机的作用只能拍一些视频、照片，没有办法将无人机的作用完全发挥出来。而此时能够在水面上起飞降落，驻留作业的水上无人机的优势就体现了出来。

目前已经存在的水上无人机有两类，一类是多旋翼垂直起降无人机，这种类型的无人机通过在普通的多旋翼无人机上携带泡沫或者浮筒就可以实现，如中国专利CN216468442U公开了一种四旋翼无人机浮筒脚架，包括连杆和漂浮装置，所述连杆的一端通过固定机构与无人机相连接，所述连杆的另一端设有第一安装部；所述漂浮装置的上表面设有第二安装部，所述第二安装部与所述第一安装部相适配。通过将漂浮装置安装到无人机下方，在四旋翼无人机的外沿产生浮力，这种浮力能稳定托举无人机，使其在水面上稳定地漂浮，便于无人机完成水上作业，降低无人机在水域上空作业发生意外险情时的物质财产和任务数据的损失。但是由于是多旋翼无人机承载小续航短的问题，所以没法进行长时间飞行执行任务，适用范围小。

第二类是固定翼水上无人机，这种无人机由于采用传统固定翼的形式，所以可以实现长时间飞行，但是由于固定翼水上无人机需要一定长度的水域才能滑跑起飞，并且不能在空中悬停工作，所以使用过程中也有一定的局限性。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在多旋翼无人机承载小续航短的问题，所以没法进行长时间飞行执行任务，以及固定翼水上无人机无法在空中稳定悬浮的缺陷而提供一种续航长、悬浮平稳的倾斜旋翼水上无人机。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种倾斜旋翼水上无人机，包括机身、第一固定翼、第二固定翼和多个旋翼；

所述第一固定翼固定在机身的前端部，第二固定翼固定在机身的后端部，所述第一固定翼和第二固定翼的两端均设有涵道，所述涵道内设有驱动电机，所述驱动电机固定在倾转轴上，所述倾转轴可转动固定在涵道的一侧，并连接翻转电机，所述旋翼驱动连接驱动电机，所述涵道的外侧设有浮筒。

优选地，所述机身包括横梁、隔框和外壳；所述外壳固定在横梁的外侧，所述隔框为闭合环状结构，所述隔框固定在外壳的内侧，所述隔框沿外壳的周向固定。

优选地，所述隔框的数量为多个，各个隔框均匀地分布在外壳的内侧。

优选地，所述机身还包括桁条，所述桁条固定在外壳的内侧，所述桁条沿着外壳的轴向分布。

优选地，所述外壳的两侧设有与第一固定翼的形状相配合的第一通孔，所述第一固定翼穿过第一通孔连接横梁；所述外壳的两侧还设有与第二固定翼的形状相配合的第二通孔，所述第二固定翼穿过第二通孔连接横梁。

优选地，所述机身为船身式结构。

优选地，所述浮筒的数量为多个，各个浮筒的下端面位于同一平面内。

优选地，所述浮筒的下端面低于机身的下端面。

优选地，所述机身的后端设有尾翼，所述尾翼位于机身的上方。

优选地，所述驱动电机为无刷电机。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本方案无人机通过机身在水中漂浮时，机身两侧的浮筒协助协助机身保持平衡，使无人机在水面上的姿态更加的平稳，提高了无人机在水面上抵抗风浪的能力；驱动电机驱动机翼端面向上的旋翼转动，无人机升空后，通过翻转电机带动倾转轴转动，进而调节设置在倾转轴上端部的旋翼的转向，使旋翼为机身提供向前动力，调节过程中，无人机的高度不变并在第一固定翼和第二固定翼的作用下，向前飞行。

通过在固定翼上设置多个旋翼，并通过倾转轴调整旋翼的朝向，实现无人机的垂直升起、平稳悬浮以及在空中航行的速度控制，同时，双固定翼的机构，为无人机的飞行提供了足够的升力，是无人机具有良好的低速性能，同时能够节省旋翼的能耗，提高无人机的续航能力。

2、本方案中机身为船身式结构，使无人机再水面仍能够十分平稳的移动，结合两侧的浮筒，无人机的整体结构在水面具有更强的抗风浪能力，保证无人机在进行水质采集等水面作业时，能够稳定顺利地进行。

3、本方案在机身的内部安装环形的隔框，对机身的外壳进行周向即横向支撑，并结合内部固定的桁条，对外壳进行轴向即纵向支撑，保证机身拥有足够的强度，提高了无人机运行的安全性和平稳性。

4、本方案将多个浮筒的下端面设置在同一平面内，并让浮筒下端面所处的平面低于机身的下端面，使无人机在垂直升起阶段，各个旋翼的翼面朝上，保证无人机能够安全平稳的升起。

附图说明

图1为本发明提供的无人机的主视图；

图2为本发明提供的无人机的俯视图；

图3为本发明提供的无人机的左视图；

图4为本发明提供的无人机的局部放大图；

图中：1、机身，2、第一固定翼，3、第二固定翼，4、旋翼，5、涵道，6、驱动电机，7、倾转轴，8、浮筒，9、横梁，10、隔框，11、外壳，12、尾翼。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

实施例1

本实施例提供了一种倾斜旋翼水上无人机，如图1-4所示，包括机身1、第一固定翼2、第二固定翼3和多个旋翼4；

第一固定翼2固定在机身1的前端部，第二固定翼3固定在机身1的后端部，第一固定翼2和第二固定翼3的两端均设有涵道5，涵道5内设有驱动电机6，驱动电机6固定在倾转轴7上，倾转轴7可转动固定在涵道5的一侧，并连接翻转电机，旋翼4驱动连接驱动电机6，涵道5的外侧设有浮筒8。

工作原理：机身1在水中漂浮时，机身1两侧的浮筒8协助协助机身1保持平衡，驱动电机6驱动机翼端面向上的旋翼4转动，无人机升空后，通过翻转电机带动倾转轴7转动，进而调节设置在倾转轴7上端部的旋翼4的转向，使旋翼4为机身提供向前动力，调节过程中，无人机的高度不变并在第一固定翼2和第二固定翼3的作用下，向前飞行。

本方案无人机通过机身1在水中漂浮时，机身1两侧的浮筒8协助机身1保持平衡，使无人机在水面上的姿态更加的平稳，提高了无人机在水面上抵抗风浪的能力；驱动电机6驱动机翼端面向上的旋翼4转动，无人机升空后，通过翻转电机带动倾转轴7转动，进而调节设置在倾转轴7上端部的旋翼4的转向，使旋翼4为机身提供向前动力，调节过程中，无人机的高度不变并在第一固定翼2和第二固定翼3的作用下，向前飞行。通过在固定翼上设置4个旋翼4，并通过倾转轴7调整旋翼4的朝向，实现无人机的垂直升起、平稳悬浮以及在空中航行的速度控制，同时，双固定翼的机构，为无人机的飞行提供了足够的升力，是无人机具有良好的低速性能，同时能够节省旋翼4的能耗，提高无人机的续航能力。

作为一种优选的实施方式，如图4所示，机身1包括横梁9、隔框10和外壳11；外壳11固定在横梁9的外侧，隔框10为闭合环状结构，隔框10固定在外壳11的内侧，隔框10沿外壳11的周向固定。隔框10的数量为多个，各个隔框10均匀地分布在外壳11的内侧。

优选地，机身1还包括桁条，桁条固定在外壳11的内侧，桁条沿着外壳11的轴向分布。

通过在机身1的内部安装环形的隔框10，对机身1的外壳11进行周向即横向支撑，并结合内部固定的桁条，对外壳11进行轴向即纵向支撑，保证机身1拥有足够的强度，提高了无人机运行的安全性和平稳性。

具体的，外壳11的两侧设有与第一固定翼2的形状相配合的第一通孔，第一固定翼2穿过第一通孔连接横梁9；外壳11的两侧还设有与第二固定翼3的形状相配合的第二通孔，第二固定翼3穿过第二通孔连接横梁9。

作为一种优选的实施方式，机身1为船身式结构。浮筒8的数量为2个，各个浮筒8的下端面位于同一平面内。浮筒8的下端面低于机身1的下端面。

通过将机身1设为船身式结构，使无人机再水面仍能够十分平稳的移动，结合两侧的浮筒8，无人机的整体结构在水面具有更强的抗风浪能力，保证无人机在进行水质采集等水面作业时，能够稳定顺利地进行。

更进一步的，将2个浮筒8的下端面设置在同一平面内，并让浮筒8下端面所处的平面低于机身1的下端面，使无人机在垂直升起阶段，各个旋翼4的翼面朝上，保证无人机能够安全平稳的升起。

机身1的后端设有尾翼12，尾翼12位于机身1的上方。进一步提高了无人机在空中飞行时的平稳性。

具体的，驱动电机6为无刷电机。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种倾斜旋翼水上无人机，其特征在于，包括机身(1)、第一固定翼(2)、第二固定翼(3)和多个旋翼(4)；

所述第一固定翼(2)固定在机身(1)的前端部，第二固定翼(3)固定在机身(1)的后端部，所述第一固定翼(2)和第二固定翼(3)的两端均设有涵道(5)，所述涵道(5)内设有驱动电机(6)，所述驱动电机(6)固定在倾转轴(7)上，所述倾转轴(7)可转动固定在涵道(5)的一侧，并连接翻转电机，所述旋翼(4)驱动连接驱动电机(6)，所述涵道(5)的外侧设有浮筒(8)。

2.根据权利要求1所述的一种倾斜旋翼水上无人机，其特征在于，所述机身(1)包括横梁(9)、隔框(10)和外壳(11)；所述外壳(11)固定在横梁(9)的外侧，所述隔框(10)为闭合环状结构，所述隔框(10)固定在外壳(11)的内侧，所述隔框(10)沿外壳(11)的周向固定。

3.根据权利要求2所述的一种倾斜旋翼水上无人机，其特征在于，所述隔框(10)的数量为多个，各个隔框(10)均匀地分布在外壳(11)的内侧。

4.根据权利要求2所述的一种倾斜旋翼水上无人机，其特征在于，所述机身(1)还包括桁条，所述桁条固定在外壳(11)的内侧，所述桁条沿着外壳(11)的轴向分布。

5.根据权利要求2所述的一种倾斜旋翼水上无人机，其特征在于，所述外壳(11)的两侧设有与第一固定翼(2)的形状相配合的第一通孔，所述第一固定翼(2)穿过第一通孔连接横梁(9)；所述外壳(11)的两侧还设有与第二固定翼(3)的形状相配合的第二通孔，所述第二固定翼(3)穿过第二通孔连接横梁(9)。

6.根据权利要求1所述的一种倾斜旋翼水上无人机，其特征在于，所述机身(1)为船身式结构。

7.根据权利要求1所述的一种倾斜旋翼水上无人机，其特征在于，所述浮筒(8)的数量为多个，各个浮筒(8)的下端面位于同一平面内。

8.根据权利要求7所述的一种倾斜旋翼水上无人机，其特征在于，所述浮筒(8)的下端面低于机身(1)的下端面。

9.根据权利要求1所述的一种倾斜旋翼水上无人机，其特征在于，所述机身(1)的后端设有尾翼(12)，所述尾翼(12)位于机身(1)的上方。

10.根据权利要求1所述的一种倾斜旋翼水上无人机，其特征在于，所述驱动电机(6)为无刷电机。