一种可垂直起降的海陆空潜四栖航行器制造技术

本发明专利技术属于无人飞行器和无人潜水器技术领域，提供了一种可垂直起降的海陆空潜四栖航行器，包括机身、两个主翼、副翼、垂直尾翼、方向舵、水平尾翼、升降舵、螺旋桨、旋翼、旋翼支座、收放转轴、机身后段沉浮舱、机身中段沉浮舱、机身前段沉浮舱、前姿态控制舱盖、后姿态控制舱盖、矢量推进器和三个起落架。该航行器具有能适应多种环境、隐蔽性好、生存能力强等优势。相比于传统旋翼无人机，其续航时间长载荷大；相比于固定翼无人机，其垂直起降的功能使得工作更加方便；相比于无人潜水设备，其适用环境更加丰富，能够在空中、地面、水面、水下完成指定任务；相比于倾转旋翼四栖无人机，其各个模式之间切换更快捷，稳定性更高。

A Vertical Takeoff and Landing Ocean-Land-Air Submersible Quadruplex Vehicle

【技术实现步骤摘要】
一种可垂直起降的海陆空潜四栖航行器
本专利技术涉及一种可垂直起降的海陆空潜四栖航行器，属于无人飞行器和无人潜水器

技术介绍
为完成一些难度高、危险性大、人工操作不方便的任务，无人机应运而生，伴随科技的发展，无人机的应用领域越来越广，在娱乐领域、农林保护、地质勘查、科普研究等许多方面有着越来越重要的应用。随着无人机应用场合越来越多，对能够多栖航行的无人机产生了迫切需求。传统的旋翼无人机续航时间短载荷较小，固定翼无人机对起降环境要求高，无法满足垂直起降，倾转旋翼无人机模式切换稳定性差；无人潜水器或无人船只能在水下或水面工作，不能飞行。以上无人设备适用范围窄，有明显的优缺点。故本专利技术研究了一种可垂直起降的海陆空潜四栖航行器，该航行器可在四种环境下实现稳定运行，并完成预定作战任务，四种环境包括空中、地面、水面和水下。
技术实现思路
针对传统无人机适用范围窄、功能单一的问题，本专利技术提供了一种可垂直起降的海陆空潜四栖航行器。本专利技术的技术方案：一种可垂直起降的海陆空潜四栖航行器，包括机身1、两个主翼2、两个副翼3、垂直尾翼4、方向舵5、水平尾翼6、两个升降舵7、螺旋桨8、四个旋翼9、四个旋翼支座10、四个收放转轴11、两个机身后段沉浮舱12、两个机身中段沉浮舱13、四个机身前段沉浮舱14、两个前姿态控制舱盖15、两个后姿态控制舱盖16、矢量推进器17和三个起落架18；所述的两个主翼2是以中轴线为对称的翼状结构，在舵机带动下绕其固定端旋转，向机身1收拢；所述的两个副翼3为长方形结构，分别固定连接在两个主翼2的尾部，绕其固定端上下摆动；所述的垂直尾翼4位于中轴线上，位于机身1尾部并垂直于机身1；所述的方向舵5为长方形结构，固定连接在垂直尾翼4的尾部，绕其固定端左右摆动；所述的水平尾翼6是以中轴线为对称的翼状结构，与机身1一体结构，位于机身1的尾部并与垂直尾翼4垂直；所述的两个升降舵7为长方形结构，分别固定连接在水平尾翼6尾部，绕其固定端上下摆动；所述的螺旋桨8位于机身1前部，与机身主梁连接；所述的四个旋翼9分别固定在四个旋翼支座10上，四个旋翼支座10分别通过四个收放转轴11与机身1连接，收放转轴11在旋翼收放舵机带动下向机身收拢；所述的四个收放转轴11与机身1的连接处以飞机重心为中心对称分布，旋翼姿态下设计重心位于距机翼展开前沿160mm处，四个旋翼9分别由四个起落电机带动，四个起落电机对轴轴距为1156mm，对角轴距为1715mm；各旋翼9转速独立控制，以实现垂直起降和旋翼9姿态下的航行；所述的两个机身后段沉浮舱12和四个机身前段沉浮舱14均固定在机身1下部，两个机身中段沉浮舱13位于机身1下部并可伸出机身1，以保证机身1浮出水面时的稳定性；沉浮舱以机身中轴线为对称排布，中轴线左右两侧各四个，沉浮舱贯穿机身首尾，每段长度相当；所述的两个前姿态控制舱盖15位于机身1前部，以中轴线为对称；所述的两个后姿态控制舱盖16位于机身1后部，以中轴线为对称，姿态控制舱盖共同调节水中航行器的姿态；所述的矢量推进器17位于机身1尾部，为航行器提供水下动力；所述的三个起落架18位于机身1下部，采用皮带传动带动动力轮实现地面行走，通过转向轮控制方向。本专利技术的有益效果：该航行器具有能适应多种环境、隐蔽性好、生存能力强等优势。相比于传统旋翼无人机，其续航时间长载荷大；相比于固定翼无人机，其垂直起降的功能使得工作更加方便；相比于无人潜水设备，其适用环境更加丰富，能够在空中、地面、水面、水下完成指定任务；相比于倾转旋翼四栖无人机，其各个模式之间切换更快捷，稳定性更高。附图说明图1为本专利技术的俯视示意图；图2为本专利技术的仰视示意图1；图3为本专利技术的仰视示意图2；图4为本专利技术的矢量推进器示意图；图5为本专利技术的起落架示意图；图6为本专利技术的固定翼飞行姿态控制示意图；图7(a)为本专利技术的旋翼飞行姿态俯仰控制示意图；图7(b)为本专利技术的旋翼飞行姿态滚转控制示意图；图7(c)为本专利技术的旋翼飞行姿态偏航控制示意图图8为本专利技术的水下航行姿态示意图；图9为本专利技术的水面浮起姿态示意图；图10为本专利技术的地面行走姿态示意图。图中：1机身；2主翼；副翼；4垂直尾翼；5方向舵；6水平尾翼；7升降舵；8螺旋桨；9旋翼；10旋翼支座；11收放转轴；12机身后段沉浮舱；13机身中段沉浮舱；14机身前段沉浮舱；15前姿态控制舱盖；16后姿态控制舱盖；17矢量推进器；18起落架。具体实施方式下面结合技术方案和附图对本专利技术作进一步说明。结合图1～10，一种可垂直起降的海陆空潜四栖航行器，包括机身1、两个主翼2、两个副翼3、垂直尾翼4、方向舵5、水平尾翼6、两个升降舵7、螺旋桨8、四个旋翼9、四个旋翼支座10、四个收放转轴11、两个机身后段沉浮舱12、两个机身中段沉浮舱13、四个机身前段沉浮舱14、两个前姿态控制舱盖15、两个后姿态控制舱盖16、矢量推进器17、三个起落架18；所述的两个主翼2是以中轴线为对称的翼状结构，可在舵机带动下绕其固定端旋转，向机身1收拢；所述的两个副翼3为长方形结构，分别固定连接在两个主翼2的尾部，可绕其固定端上下摆动；垂直尾翼4位于中轴线上，处于机身尾部；方向舵5为长方形结构，固定连接在垂直尾翼4上，可绕其固定端左右摆动；水平尾翼6是以中轴线为对称的翼状结构，与机身1一体结构；两个升降舵7为长方形结构，分别固定连接在水平尾翼6上，可绕其固定端上下摆动；螺旋桨8位于机身前部，与机身主梁连接；所述的四个旋翼9分别固定在四个旋翼支座10上，四个旋翼支座10分别通过四个收放转轴11与机身连接，收放转轴11可在旋翼收放舵机带动下向机身收拢；四个收放转轴11与机身连接处以飞机重心为中心对称分布，旋翼姿态下设计重心位于距机翼展开前沿160mm处，四个旋翼9分别由四个起落电机带动，四个起落电机对轴轴距为1156mm，对角轴距为1715mm；各旋翼转速独立控制，以实现垂直起降和旋翼姿态下的航行；所述的两个机身后段沉浮舱12、四个机身前段沉浮舱14均固定在机身1下部，两个机身中段沉浮舱13位于机身1下部并可以伸出机身，以保证机身浮出水面时的稳定性；沉浮舱以机身中轴线为对称排布，中轴线左右两侧各四个，沉浮舱贯穿机身首尾，每段长度相当，；所述的两个前姿态控制舱盖15位于机身前部，以中轴线为对称，两个后姿态控制舱盖16位于机身后部，以中轴线为对称，姿态控制舱盖共同调节水中航行器的姿态；所述的矢量推进器17位于机身尾部，为航行器提供水下动力；所述的三个起落架18位于机身下部，采用皮带传动带动动力轮实现地面行走，通过转向轮控制方向；本专利技术共有五种工作姿态：(1)固定翼飞行姿态两个主翼2处于展开状态，与机身垂直，四个旋翼结构收回至机身内部，通过前拉电机控制螺旋桨8的转速改变飞行速度。通过控制副翼3、方向舵5和升降舵7实现航行器飞行姿态的调整。(2)旋翼飞行姿态两个主翼2处于收回状态，与机身平行，四个旋翼结构处于展开状态，通过控制四个旋翼的转速改变每个旋翼产生的拉力大小，实现航行器姿态的控制。俯仰控制：改变航行器前方两个旋翼产生的拉力与后方两个旋翼产生的拉力之差，实现对俯仰角度的控制。滚转控制：改变航行器左边两个旋翼产生的拉力与右边两个旋翼产生的拉力之差，实现对滚转角度的控制。偏航本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可垂直起降的海陆空潜四栖航行器，其特征在于，所述的可垂直起降的海陆空潜四栖航行器包括机身(1)、两个主翼(2)、两个副翼(3)、垂直尾翼(4)、方向舵(5)、水平尾翼(6)、两个升降舵(7)、螺旋桨(8)、四个旋翼(9)、四个旋翼支座(10)、四个收放转轴(11)、两个机身后段沉浮舱(12)、两个机身中段沉浮舱(13)、四个机身前段沉浮舱(14)、两个前姿态控制舱盖(15)、两个后姿态控制舱盖(16)、矢量推进器(17)和三个起落架(18)；所述的两个主翼(2)是以中轴线为对称的翼状结构，在舵机带动下绕其固定端旋转，向机身(1)收拢；所述的两个副翼(3)为长方形结构，分别固定连接在两个主翼(2)的尾部，绕其固定端上下摆动；所述的垂直尾翼(4)位于中轴线上，位于机身(1)尾部并垂直于机身(1)；所述的方向舵(5)为长方形结构，固定连接在垂直尾翼(4)的尾部，绕其固定端左右摆动；所述的水平尾翼(6)是以中轴线为对称的翼状结构，与机身(1)一体结构，位于机身(1)的尾部并与垂直尾翼(4)垂直；所述的两个升降舵(7)为长方形结构，分别固定连接在水平尾翼(6)尾部，绕其固定端上下摆动；所述的螺旋桨(8)位于机身(1)前部，与机身主梁连接；所述的四个旋翼(9)分别固定在四个旋翼支座(10)上，四个旋翼支座(10)分别通过四个收放转轴(11)与机身(1)连接，收放转轴(11)在旋翼收放舵机带动下向机身收拢；所述的四个收放转轴(11)与机身(1)的连接处以飞机重心为中心对称分布，旋翼姿态下设计重心位于距机翼展开前沿160mm处，四个旋翼(9)分别由四个起落电机带动，四个起落电机对轴轴距为1156mm，对角轴距为1715mm；各旋翼(9)转速独立控制，以实现垂直起降和旋翼(9)姿态下的航行；所述的两个机身后段沉浮舱(12)和四个机身前段沉浮舱(14)均固定在机身(1)下部，两个机身中段沉浮舱(13)位于机身(1)下部并可伸出机身(1)，以保证机身(1)浮出水面时的稳定性；沉浮舱以机身中轴线为对称排布，中轴线左右两侧各四个，沉浮舱贯穿机身首尾，每段长度相当；所述的两个前姿态控制舱盖(15)位于机身(1)前部，以中轴线为对称；所述的两个后姿态控制舱盖(16)位于机身(1)后部，以中轴线为对称，姿态控制舱盖共同调节水中航行器的姿态；所述的矢量推进器(17)位于机身(1)尾部，为航行器提供水下动力；所述的三个起落架(18)位于机身(1)下部，采用皮带传动带动动力轮实现地面行走，通过转向轮控制方向。...

【技术特征摘要】
1.一种可垂直起降的海陆空潜四栖航行器，其特征在于，所述的可垂直起降的海陆空潜四栖航行器包括机身(1)、两个主翼(2)、两个副翼(3)、垂直尾翼(4)、方向舵(5)、水平尾翼(6)、两个升降舵(7)、螺旋桨(8)、四个旋翼(9)、四个旋翼支座(10)、四个收放转轴(11)、两个机身后段沉浮舱(12)、两个机身中段沉浮舱(13)、四个机身前段沉浮舱(14)、两个前姿态控制舱盖(15)、两个后姿态控制舱盖(16)、矢量推进器(17)和三个起落架(18)；所述的两个主翼(2)是以中轴线为对称的翼状结构，在舵机带动下绕其固定端旋转，向机身(1)收拢；所述的两个副翼(3)为长方形结构，分别固定连接在两个主翼(2)的尾部，绕其固定端上下摆动；所述的垂直尾翼(4)位于中轴线上，位于机身(1)尾部并垂直于机身(1)；所述的方向舵(5)为长方形结构，固定连接在垂直尾翼(4)的尾部，绕其固定端左右摆动；所述的水平尾翼(6)是以中轴线为对称的翼状结构，与机身(1)一体结构，位于机身(1)的尾部并与垂直尾翼(4)垂直；所述的两个升降舵(7)为长方形结构，分别固定连接在水平尾翼(6)尾部，绕其固定端上下摆动；所述的螺旋桨(8)位于机身(1)前部，与机身主梁连接；所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵宏阳，孙希明，蒋卓成，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21