一种可在地面全向滚动的陆空两栖旋翼飞行器及其安装和控制方法技术

本发明专利技术公开了一种可在地面全向滚动的陆空两栖旋翼飞行器及其安装和控制方法，属于飞行器技术领域。所述旋翼飞行器有飞行控制系统和电源系统，飞行控制系统由旋翼机架和主控构成，电源系统采用锂电池供电；全向滚动机构外围轮廓展现为一个球形支架结构；所述球形支架有一个大圆导轨，所述飞行器通过一根穿过其中心的直杆，直杆两端分别有一个滑轮，滑轮嵌入大圆导轨，所述滑轮采用滚动轴承，针对现有技术中旋翼飞行器易损坏的问题，针对现有技术的旋翼飞行器容易在碰撞和落地发生损坏的问题，本发明专利技术的飞行器可以带动球形支架在地面做全向滚动，球形支架机构对飞行器起到保护作用。

A rolling on the ground of the omnidirectional air ground amphibious rotorcraft and its installation and control method

The invention discloses a rolling on the ground of the omnidirectional air ground amphibious rotorcraft and its installation and control method, which belongs to the technical field of aircraft. The rotorcraft flight control system and power system, the flight control system by the rotor frame and the main control of the power system is powered by a lithium battery; omnidirectional rolling mechanism contour to show a spherical support structure; the spherical support has a great circle track, the aircraft through a straight through its center straight rod, rod ends are respectively provided with a pulley pulley, the pulley guide rail embedded circle, the rolling bearing, the rotor in the prior art is easy to damage the aircraft, based on the existing technology of rotorcraft easily in the collision and landing damage occurred, the aircraft of the present invention can drive the spherical omnidirectional rolling on the ground do support spherical, support mechanism to protect the aircraft from.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及飞行器
，尤其涉及一种可在地面全向滚动的陆空两栖旋翼飞行器及其安装和控制方法。
技术介绍
旋翼飞行器具有机动性和灵活性强的特点，但由于需要维持飞行状态，其运动效率并不高。同时，旋翼对于系统稳定性要求极高，容易在碰撞和落地发生损坏，现有的脚架和保护圈不能提供全方位的保护，旋翼飞行器落地撞击后易倾倒造成二次损坏。中国专利技术专利，公开号：CN105539037A，公开日：2016年5月4日，公开了一种能在地面滚动的陆空四旋翼无人飞行器，属于四旋翼无人飞行器
，包括四旋翼机构、柔性球壳机构、及控制系统，四旋翼机构与柔性球壳机构之间通过转轴和轴承耦合连接，四旋翼机构由碳纤维加工而成，柔性球壳机构由聚甲醛材料加工而成，轴承为塑料轴承，四旋翼机构由基座、长轴、短轴、安装架、驱动电机和旋翼构成，基座内部设有控制系统，柔性球壳机构由两固定座和多条弧形柔性杆组成，弧形柔性杆的中心处设有滚动环，弧形柔性杆穿插在滚动环内，控制系统包括蓄电池、控制组件和传感器系统。该专利技术应用范围广，四旋翼无人飞行器不仅可以任意飞行，而且可以实现在地面上滚动和自由行走，还可以防止高空摔落后损坏。其不足之处在于，单轴系统不能满足旋翼无人机多自由度的移动，导致地面的运动轨迹难以控制。中国专利技术专利，公开号：CN105539037A，公开日：2016年5月4日，公开了一种多旋翼无人飞行器保护装置包括中心架、半球保护壳、支撑单元和球形保护壳；所述半球保护壳固定在中心支架上端，所述球形保护壳固定在所述中心支架下端，所述中心支架上圆周均布四组所述支撑单元；所述支撑单元包括支撑机构、外支架和支架螺母，所述支撑机构内端与所述中心支架固定连接，所述支撑机构的两个外端分别通过键和支架螺母与一个外支架固定连接。该专利技术可有效地保护飞行器，提高了多旋翼无人飞行器的使用寿命，间接的节省了成本。其不足之处在于，球壳不具有较好的移动能力，增加负重的同时没有带来新的效益。
技术实现思路
1.专利技术要解决的技术问题针对现有技术的旋翼飞行器容易在碰撞和落地发生损坏的问题，本专利技术提供了一种可在地面全向滚动的陆空两栖旋翼飞行器及其安装和控制方法。它通过飞行器与球形保护架的组合使得飞行器可以在地面滚动，并可以在发生碰撞和落地时减少损坏。2.技术方案为解决上述问题，本专利技术提供的技术方案为：一种可在地面全向滚动的陆空两栖旋翼飞行器，包括旋翼飞行器和球形支架机构；所述旋翼飞行器位于球形支架机构内，还包括直杆，其中，旋翼飞行器包括飞行控制系统和电源系统，飞行控制系统包括旋翼机架和主控系统，主控系统位于旋翼机架的中心，电源系统位于主控系统下方，直杆穿过旋翼飞行器的机身位于球形支架机构中心，直杆的两端位于球形支架机构上。优选地，球形支架机构包括圆导轨，直杆的两端分别设有一个滑轮或滚动轴承，对应的滑轮或滚动轴承嵌入圆导轨内。优选地，所述的直杆穿过旋翼飞行器的机身，旋翼飞行器位于直杆的中点上，旋翼飞行器可在直杆上旋转。优选地，球形支架机构还包括圆环，圆环与圆导轨共轴，圆环和圆导轨与轴垂直，均匀分布形成球形支架机构。优选地，主控系统包括惯性导航单元和处理器，处理器与惯性导航单元连接。优选地，球形支架机构为碳纤球体支架。一种可在地面全向滚动的陆空两栖旋翼飞行器的安装方法，包括以下步骤：A、根据以上所述的一种可在地面全向滚动的陆空两栖旋翼飞行器；B、主控系统中的惯性导航单元和处理器连接后，将旋翼机架、主控系统和电源系统组装在一起构成旋翼飞行器；C、直杆穿过旋翼飞行器，旋翼飞行器位于直杆的中点，可在直杆上旋转，在直杆的两端安装滑轮；D、将直杆上的滑轮或滚动轴承嵌入到圆导轨内，将圆环和圆导轨固定在一起形成球形支架机构。一种可在地面全向滚动的陆空两栖旋翼飞行器的控制方法，包括以下步骤：A、根据以上所述的一种可在地面全向滚动的陆空两栖旋翼飞行器的安装方法构建以上所述的一种可在地面全向滚动的陆空两栖旋翼飞行器；B、电源系统为旋翼飞行器供电，处理器根据主控系统中的惯性导航单元采集的姿态信息控制旋翼飞行器飞行；C、旋翼飞行器可绕直杆转动，飞行时，前后倾斜不受到直杆的制约，可以产生前后推动力，完成前进和后退；旋翼飞行器左右倾斜带动直杆沿圆导轨转动，也可以产生侧向推动力，完成左右移动；D、旋翼飞行器落地滚动时的动力来自于旋翼机架的旋翼倾斜提供的水平方向的分力；旋翼飞行器前后倾斜时，球形支架机构在地面摩擦力作用下绕直杆转动，完成前后运动；旋翼飞行器左右倾斜时，带动直杆两端的滑轮沿圆导轨转动，侧向推动球形支架机构左右运动；优选地，直杆的两端分别设有一个滑轮或滚动轴承，对应的滑轮或滚动轴承嵌入圆导轨内。优选地，所述的圆环和圆导轨均由两个半球组成，两个半球可拆卸式连接。3.有益效果采用本专利技术提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：(1)本专利技术的一种可在地面全向滚动的陆空两栖旋翼飞行器，旋翼飞行器的飞行控制系统中的主控对旋翼飞行器的飞行起控制和驱动作用，电源系统为飞行控制系统提供电能，电源系统可采用锂电池供电或其他种类电池均可以，直杆穿过旋翼飞行器的机身将旋翼飞行器固定在球形支架机构中心，球形支架机构位于旋翼飞行器的外部，对旋翼飞行器起到固定、支撑和保护的作用，在旋翼飞行器落地后，依靠球形支架机构的球形结构能够在地面上滚动，且旋翼飞行器落地时，避免旋翼飞行器直接发生碰撞落地，减少损坏；(2)本专利技术的一种可在地面全向滚动的陆空两栖旋翼飞行器，圆导轨在前后和左右两个自由度滚动，直杆两端的滑轮在圆导轨内滑动，直杆上的旋翼飞行器在圆导轨内部保持平衡，受到直杆的支撑作用，保持前后和左右两个自由度滚动；(3)本专利技术的一种可在地面全向滚动的陆空两栖旋翼飞行器，所述的直杆穿过旋翼飞行器的机身，旋翼飞行器位于直杆的中点上，旋翼飞行器可在直杆上旋转，直杆中点上的旋翼飞行器可以保持平衡，便于控制；(4)本专利技术的一种可在地面全向滚动的陆空两栖旋翼飞行器，球形支架机构还包括圆环，圆环与圆导轨共轴，圆环和圆导轨与轴垂直，均匀分布形成球形支架机构，多个圆环和圆导轨共轴形成球形支架机构，球形支架机构对旋翼飞行器起保护支撑作用，便于旋翼飞行器带动球形支架机构在地面做前后、左右的全向滚动；(5)本专利技术的一种可在地面全向滚动的陆空两栖旋翼飞行器，主控系统包括惯性导航单元和处理器，处理器与惯性导航单元连接，处理器根据惯性导航单元采集的姿态信息控制飞行姿态，控制旋翼飞行器飞行；(6)本专利技术的一种可在地面全向滚动的陆空两栖旋翼飞行器，球形支架机构为碳纤球体支架，球形支架机构的轻质坚硬的碳纤材料满足保护机身的同时，不会大幅增加重量，能够在保护同时提供更好的移动能力，满足节能的需要，保证续航能力，且能够有效抵挡与落地时与地面间的撞击；(7)本专利技术的一种可在地面全向滚动的陆空两栖旋翼飞行器的安装方法，所述的圆环和圆导轨均由两个半球组成，两个半球可拆卸式连接，所述球形支架机构可拆卸成两个半球，通过螺丝连接，满足旋翼飞行器拆卸的置入与取出；(8)本专利技术的一种可在地面全向滚动的陆空两栖旋翼飞行器的控制方法，旋翼飞行器可绕直杆转动，飞行时，前后倾斜不受到直杆的制约，可以产生前后推动力，完成前进和后退；旋翼飞行器左右倾斜带动直杆沿圆导轨转动，也可以产生侧向推本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可在地面全向滚动的陆空两栖旋翼飞行器，包括旋翼飞行器(2)和球形支架机构(1)；所述旋翼飞行器(2)位于球形支架机构(1)内，其特征在于，还包括直杆(3)，其中，旋翼飞行器(2)包括飞行控制系统和电源系统，飞行控制系统包括旋翼机架(21)和主控系统，主控系统位于旋翼机架(21)的中心，电源系统位于主控系统下方，直杆(3)穿过旋翼飞行器(2)的机身位于球形支架机构(1)中心，直杆(3)的两端位于球形支架机构(1)上。

【技术特征摘要】
1.一种可在地面全向滚动的陆空两栖旋翼飞行器，包括旋翼飞行器(2)和球形支架机构(1)；所述旋翼飞行器(2)位于球形支架机构(1)内，其特征在于，还包括直杆(3)，其中，旋翼飞行器(2)包括飞行控制系统和电源系统，飞行控制系统包括旋翼机架(21)和主控系统，主控系统位于旋翼机架(21)的中心，电源系统位于主控系统下方，直杆(3)穿过旋翼飞行器(2)的机身位于球形支架机构(1)中心，直杆(3)的两端位于球形支架机构(1)上。2.根据权利要求1所述的一种可在地面全向滚动的陆空两栖旋翼飞行器，其特征在于，球形支架机构(1)包括圆导轨(11)，直杆(3)的两端分别设有一个滑轮(31)或滚动轴承，对应的滑轮(31)或滚动轴承嵌入圆导轨(11)内。3.根据权利要求1所述的一种可在地面全向滚动的陆空两栖旋翼飞行器，其特征在于，所述的直杆(3)穿过旋翼飞行器(2)的机身，旋翼飞行器(2)位于直杆(3)的中点上，旋翼飞行器(2)可在直杆(3)上旋转。4.根据权利要求1所述的一种可在地面全向滚动的陆空两栖旋翼飞行器，其特征在于，球形支架机构(1)还包括圆环(12)，圆环(12)与圆导轨(11)共轴，圆环(12)和圆导轨(11)与轴垂直，均匀分布形成球形支架机构(1)。5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种可在地面全向滚动的陆空两栖旋翼飞行器，其特征在于，主控系统包括惯性导航单元和处理器，处理器与惯性导航单元连接。6.根据权利要求1-4任意一项所述的一种可在地面全向滚动的陆空两栖旋翼飞行器，其特征在于，球形支架机构(1)为碳纤球体支架。7.一种可在地面全向滚动的陆空两栖旋翼飞行器的安装方法，包括以下步骤：A、根据权利要求1所述的一种可在地面全向滚动的陆空两栖旋翼飞行器；B、主控系统中的惯性导航单元和处理器连接后，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张恒源，李维，赵佳宝，谈晓洁，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32