[发明专利]水空跨介质折叠翼无人机

说明书

本发明涉及一种水空跨介质折叠翼无人机，属于飞行器技术领域。无人机包括：头部段、机身中段和机尾；整体机身采用中空桁架结构；本发明公开的基于鲣鸟及鱼类的流线外形结构设计，采用仿生结构和鸭式布局设计，并将载荷利用率较好的椭圆翼外形与抗失速能力较大的矩形翼外形结合，分别在两端翼尖处对承受载荷较小的部分进行拟椭圆化处理，在气动外形上有效地解决跨介质无人机在变体时气动力突变及重心位置变化导致的操纵不稳定性与控制稳定性的设计目标之间的矛盾，进而提升了两栖活动的稳定性。

技术领域

本发明涉及一种水空跨介质折叠翼无人机，属于飞行器技术领域。

背景技术

跨介质折叠翼无人机是一种可以受控地自主实现水-空过渡及空-水过渡的无人机，其在遇到危险状况时，可以迅速入水，更为隐蔽安全。海上作战时，在无人机头部配备战斗部，则可以兼备巡航导弹机动性强、速度快和鱼雷隐蔽性好的特点。

目前相关无人机设计的特点是仿生，多采用扑翼式的机翼设计，不够灵活。且其机翼的结构强度低，不能适应多发的意外情况；结构上，由于在水下航行时水会对航行物产生浮力，导致航行物不得不采用增加自身重量的方式克服浮力顺利下沉，导致徒增额外无用的负载，或将自身体积降低使浮力降低，但这导致无人机无法携带更多的有效载荷，失去应用的价值；在动力配置上，许多设计依旧采用单一动力，如只有单一电机提供推力或拉力，导致水下移动速度过慢。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术无法满足使用需求的问题，提供一种水空跨介质折叠翼无人机；该无人机中空，机翼向后折叠快速入水；双动力系统；承载设备；

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

一种水空跨介质折叠翼无人机，包括：头部段、机身中段和机尾；整体机身采用中空桁架结构；

所述头部段包括：可折叠螺旋桨、电机、电调、第一舵机、鸭翼、供电设备和电控设备置于防水盒中；电调将供电设备的直流电转换成交流电，用于驱动电机；电机带动可折叠螺旋桨提供拉力，提供空中飞行动力；第一舵机用于控制鸭翼的偏转，进而达到姿态控制的目的；电控设备用于整机控制；

所述机身中段包括：机翼和两机翼中间的变形机构；所述变形机构位于头部段和机尾段之间，用于控制机翼展开与折叠；

所述变形机构包括：变形机构底座、中心块、机翼支撑杆和第二舵机；变形机构底座固定在机身上；所述机翼支撑杆分别与机翼和中心块活动连接；所述第二舵机用于为变形段的变形活动提供动力；

所述变形机构底座包括：转轴连接杆、大转杆限位机构和变形驱动杆；转轴连接杆为两端粗，中段细的结构，用于连接中心块；大转杆限位机构为扇形结构，用于对大转杆进行限位，进而实现机翼的折叠；变形驱动杆是由大转杆和组合万向节构成；万向节对称布置在大转杆两侧；所述大转杆沿着大转杆限位机构滑动；万向节用于连接机翼支撑杆；

所述中心块为圆形结构；

机翼为双层结构，上层是泡沫板下层是3D打印件(光敏树脂)；

所述机尾为中空结构，第三舵机用于控制尾翼舵面的偏转；泵喷置于机尾靠近机身中段处，用于提供水下动力；

一种水空跨介质折叠翼无人机工作过程：

步骤一、无人机平飞阶段，以定速定攻角进行巡航

步骤二、无人机在进行“空-水”过渡时机体以负攻角姿态进行俯冲，同时机翼折叠。折叠过程如下：