[发明专利]一种基于多旋翼推进的跨介质航行器

说明书

技术领域

本发明涉及一种航行器，具体地说，涉及一种基于多旋翼推进的跨介质航行器。属于多旋翼无人机应用技术领域。

背景技术

近年来，四旋翼飞行器逐渐成为航空领域研究的前沿与热点。四旋翼飞行器是一种由四个螺旋桨旋转提供升力的多旋翼飞行器，可通过调节四个旋翼的转速，实现对四旋翼飞行器飞行姿态的控制。相比于传统的固定翼飞行器，四旋翼飞行器结构紧凑，具有起飞要求低，可悬停，垂直起降的特点。所以，在航海领域，根据四旋翼飞行器技术创新思维，提出基于多旋翼推进的跨介质航行器，既可实现空中垂直起降及水平飞行，又可在水上垂直起降悬停及航行。发明专利CN 205819555 U公开了“一种四旋翼飞行器”，飞行器本体采用开放式框架结构设计，四个螺旋桨呈十字形交叉对称布置，当飞行器需要飞行时，通过增大设置在机身后部两组旋翼的转速，使后面两组旋翼产生的升力大于前面两组旋翼产生的升力，从而使四旋翼飞行器产生有倾角的姿态，通过四组旋翼所产生升力的水平分量达到使四旋翼飞行的目的；虽然结构简单并保证了旋翼无人机具有良好的机动性，但是其结构只适合在空中飞行，开放式框架的本体结构设计不具备防水的性能，机身的设计也难以实现下潜到水中，同时四个旋翼的动力布局设计提供的升力有限。

发明内容

为了避免现有技术存在的不足，本发明提出一种基于多旋翼推进的跨介质航行器；该航行器借鉴旋翼飞行器与水下航行器的设计思路，基于旋翼推进和控制实现力系平衡与操纵，既能在空中飞行又能在水下航行。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:包括上壳体、下壳体、壳体连接件、电缆管、多个螺旋桨、多组电机、电子调速器、支架、飞行控制器、电池、天线接头、螺旋桨接头、电机座、管夹、电缆管底座和航行器本体，所述壳体连接件为中空圆柱形，壳体连接件两端部有连接法兰，壳体连接件壁上中间周向均布有多个等直径圆孔，电缆管底座固定在壳体连接件壁上圆孔处，所述上壳体与所述下壳体为对称的半椭球形结构，上壳体与下壳体边缘分别有连接法兰，壳体连接件与上壳体和下壳体通过连接法兰、螺栓紧固连接组成航行器本体，飞行控制器、电子调速器和电池通过支架固定在航行器本体内部，上壳体顶部中轴上设有天线接头，用于天线与飞行控制器连接，所述电缆管一端穿过电缆管底座和壳体连接件壁上圆孔与航行器本体内的支架固连，另一端为悬臂端，所述电机上下两两相对通过电机座与管夹固定在电缆管的悬臂端，螺旋桨通过螺旋桨接头与电机输出轴固连，且螺旋桨为正反向设置，飞行控制器与电子调速器通过控制电机的转向和转速来控制螺旋桨的转速，实现力系平衡与操纵；

所述支架为正六边形中空棱柱体，敞口端部边缘有两个带肋板的凸耳，支架外棱柱面中间部位有四个对称圆孔用于与电缆管配合安装；飞行控制器固定在支架凸耳上面靠近上壳体顶部，多个电子调速器布设在支架外棱柱面上部，且沿棱柱体周向环绕，电池竖直安装在支架内；通过移动飞行控制器、电子调速器、电池各部件在支架上的位置调节航行器本体的质量，使浮心位于重心的垂线上方，实现航行器入水和水下航行的稳定性。

所述电缆管为空心圆筒状碳纤维管。

所述管夹采用铝合金材料。

所述电缆管中轴线与航行器本体短轴位于同一平面。

有益效果

本发明提出的一种基于多旋翼推进的跨介质航行器，该航行器借鉴旋翼飞行器与水下航行器的设计思路，基于旋翼推进和控制实现航行器力系平衡与操纵，航行器既能在空中飞行又能在水下航行。

本发明跨介质航行器的电池、电子调速器和飞行控制器固定在航行器本体内的支架上。电缆管一端穿过电缆管底座与航行本体内的支架固连，电缆管另一端与管夹固定连接；电机座与管夹固连，四组电机上下两两相对安装在电机座上，螺旋桨与电机输出轴固连，且螺旋桨上下正反向设置。电缆管在航行器本体外呈十字形对称布置。飞行控制器与电子调速器通过控制电机的转向和转速来控制螺旋桨的转速实现力系平衡与操纵；从而实现航行器在空中的飞行或水下的航行。通过调节质量分布负浮力以及飞行器的低阻流线型气动外形设计，对航行器本体进行优化，可提高航行器的利用率，使航行器适用性更强。

本发明跨介质航行器采用整体密封与单个组件密封结合设计，航行器本体各组件采用光敏树脂由3D打印机一体化打印，在水下具有良好的防水性能；同时保证航行器在出入水和水下航行时的安全性。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明一种基于多旋翼推进的跨介质航行器作进一步详细说明。

图1为本发明基于多旋翼推进的跨介质航行器示意图。

图2为本发明跨介质航行器剖视图。