[发明专利]一种基于矢量旋翼的水空两栖航行器及控制方法

说明书

本发明公开了一种基于矢量旋翼的水空两栖航行器及控制方法，新型农用投饵船包括1、桨叶2、倾转电机3、电机安装座4、轴承5、舵机6、分电板7、主控板8、斜角件9、电池及安装板10、充气浮筒14、倾转碳杆15、上层夹板16、下层夹板17、支撑杆18、碳管管夹19、正三通；本发明通过矢量旋翼实现航行器船型模式和飞行模式的自动切换，使得航行器能极大程度上实现自主化。

技术领域

本发明涉及无人机技术领域和水上航行器技术领域，是一种基于矢量旋翼的水空两栖航行器。

背景技术

近年来，随着跨域航行技术的不断发展，各类跨域航行器不断涌现，展现着这类航行器在各种环境、不同场景下都有不可小视的作用。然而，现阶段的此类跨域航行器在一些特殊场景下表现不尽如人意，存在着诸多的问题。

现阶段跨域航行器主要包括水陆两栖航行器、水空两栖航行器等，水空两栖航行器主要有固定翼式水陆两栖飞机、多旋翼式水空两栖无人机等，多旋翼式无人机采用多电机驱动，成本较低，但是其带载能力差、续航时间短；固定翼式飞机虽然飞行高度更高，滞空时间更长，但是其成本较高、控制困难，需要经过专门训练的飞手，同时还需要起飞和着陆的跑道，种种原因大大限制了固定翼式飞机的应用场景。

矢量旋翼式飞行器结合多旋翼飞行器和固定翼的诸多优点，具有垂直起降、空中悬停、高速巡检的能力，是近年来兴起的新机型，具有深远的研究意义和研究价值。矢量旋翼式飞行器成本低，飞行灵活，环境适应能力强，在电池续航和飞行速度上也有一定的保证。因此结合其矢量旋翼结构和水上航行器设计一种基于矢量旋翼的水空两栖航行器是很有研究意义的，该航行器能够很轻易的实现跨域航行，且能够应对多变且复杂的环境。

发明内容

本发明设计了一种可操作性较高、成本较低、自动化程度较高的水空两栖航行器。其与传统飞行器和传统空气动力船的区别在于，本发明动力系统采用矢量旋翼，双电机驱动，降低航行器成本以及整体质量；矢量旋翼结构有效结合了多旋翼可悬停和固定翼长续航的优点，可以显著提高航行器的工作效率；通过舵机旋转角度可以分别提供水面航行动力和空中飞行动力，方便航行器实现跨域航行，以应对不同的环境；通过舵机倾转控制航行器的航向，保证了航行器的灵活性和稳定性。

本发明水空两栖航行器的技术方案为：

一种基于矢量旋翼的水空两栖航行器，包括桨叶(1)、倾转电机(2)、电机安装座(3)、轴承(4)、舵机(5)、分电板(6)、主控板(7)、斜角件(8)、电池及安装板(9)、充气浮筒(10)、铝柱(11)、舵盘(12)、轴承座(13)、倾转碳杆(14)、上层夹板(15)、下层夹板(16)、支撑杆(17)、碳管管夹(18)、正三通(19)；航行器通过碳管管夹将上层夹板(14)和下层夹板(15)连接在一起，分电板(6)通过铝柱(11)和M3的螺丝固定在下层夹板(15)底面中心靠左的位置，主控板(7)同样通过铝柱(11)和M3的螺丝固定在下层底板(15)底面中心靠右的位置；轴承(4)卡在碳管管夹中，倾转碳杆(14)穿过轴承(4)与轴承座(13)连接，舵机(5)连接舵盘(12)，在轴承座(13)底部开4个M3的螺丝孔，用于与舵盘(12)连接，保证连接稳固；电机安装座(3)通过碳管管夹固定在倾转碳杆(14)末端，电机安装座开有条状通孔，其上安装电机(2)，为桨叶(1)提供动力；航行器碳杆脚架通过橡胶D环固定在充气浮筒(10)上，两根支撑杆(17)通过正三通(19)连接于碳杆脚架，架出一个平面，方便安装电池，电池及安装板(9)通过碳管管夹(18)连接于支撑杆，碳杆脚架通过斜角件(8)、正三通(19)、碳杆与下层夹板(16)连接。

进一步，包括一种倾转结构，舵机(5)通过四根铝柱(11)固定于上层夹板(15)和下层夹板(16)之间，舵机(5)带动舵盘(12)旋转，传递到轴承座(13)和倾转碳杆(14)，最后实现电机(2)旋转，改变主升动力的矢量方向。