一种适用于多地形且具有行走功能的两栖六旋翼飞行器制造技术

本发明专利技术公开了一种适用于多地形且具有行走功能的两栖六旋翼飞行器，涉及多旋翼飞行器技术领域，能在复杂地形下自适应起降和行走。本发明专利技术包括：中央平台、控制盒、支臂、旋翼。沿中央平台对称布局安装各个支臂，支臂和旋翼配合安装成组合支臂。本发明专利技术模块化了旋翼自主收放机构和起落架支臂，且具有复杂地形稳定行走功能。同时利用旋翼收放装置的机构设计，使旋翼水平倾转和支臂运动解耦，实现了地形自适应起降，充分满足其两栖设计需求，拓展了多旋翼的应用前景。应用前景。应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于多地形且具有行走功能的两栖六旋翼飞行器


[0001]本专利技术涉及多旋翼飞行器
，尤其涉及一种适用于多地形且具有行走功能的两栖六旋翼飞行器。

技术介绍

[0002]多旋翼飞行器由于其操作简单，控制灵活等优势，在军用、民用等多个领域均得到了广泛应用，在军事侦察，应急救援等方面具有极大的发展前景。但随着多旋翼飞行器的迅速发展，使用要求不断提高。为了使其具备更好的环境适应性，满足其两栖的设计要求，保证地面移动时的灵活性以及空中飞行的轻便性，多旋翼飞行器的构型变换成为未来飞行器的研究重点目前传统无人机的构型相对固定，对复杂地形的适应性较差，且不具有地面移动能力。仅有的一些陆空两栖飞行器其构型变换也主要通过人为手段进行干预，其自动化、智能化水平低，无法实现完全自主运行。本专利技术通过模块化旋翼收放结构和起落架支臂，并融合仿生结构设计，可以满足在复杂地形下完成自适应起降和复杂地形稳定行走功能。
[0003]针对提出的适用于多地形的可行走模块化六旋翼飞行器和现有专利进行对比。专利号为CN108583181A的《可变形陆空两栖无人机》提出了一种采用电机驱动齿轮带动机架旋转的变形方案，但是该专利技术中起落架采用弧形设计，着陆时与地面是线接触，在复杂地面条件下甚至是点接触，易造成无人机的侧翻。且切换至滚动行走状态时，由于其结构为类桶状设计，对地面平整度要求较高，在斜坡等复杂地形下易造成无人机的失衡，行走功能具有一定的局限性。本专利技术的起落架为六个仿生设计的模块化支臂，每个支臂为3个自由度，可以较大幅度的调整落点，能够在着陆时保证机体的平稳，且行走时为仿机器人行走姿态，对地面平整度要求较低。专利号为CN109592025的《多旋翼无人机飞行器，套件及其可折叠旋翼组件》提出了一种蜗杆驱动的旋翼自主折叠方式，有较好的可折叠性。但是该方案仍局限于传统无人机构型，不具有地形自适应能力与行走功能，极大的限制了其应用场景。本专利技术采用的模块化设计在兼顾折叠性的同时还具有良好的地形自适应能力。
[0004]对于上述专利技术而言由于需满足多地形行走和起降的要求，需兼顾折叠性和地形适应性，传统无人机构型往往难以满足上述条件，且两栖无人机结构往往较为复杂，结构重量大，无人机的重量增加会大大缩短其续航能力。本专利技术创新性的提出了一种两栖六旋翼飞行器，通过模块化旋翼收放机构和起落架支臂，在满足上述需求的同时有效的减少了结构质量，提高了无人机的续航时间。
[0005]另一方面，由于目前陆空两栖飞行器的构型转换自动化程度不高，在应急救援等紧急情况下无法实现完全自主运行，难以满足其使用需求。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供一种适用于多地形且具有行走功能的两栖六旋翼飞行器，能够完全自主切换地面行走与空中飞行姿态，智能化程度较高，对环境有较高适应性。
[0007]为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种适用于多地形且具有行走功能的两栖六旋翼飞行器，包括：安装平台、控制盒、组合支臂。安装平台为轴对称图形，沿安装平台的两侧边对称安装六个所述组合支臂，安装平台上还设置控制盒，控制盒连接并控制所述组合支臂。所述组合支臂包括旋翼和支臂，支臂具有三段两个关节，旋翼一端连接支臂的底脚，另一端连接支臂，支臂展开时，旋翼张开；支臂收起时，旋翼折叠进支臂内的空间，随支臂收起。
[0008]进一步的，支臂包括第一骨节、第二骨节、第三骨节、舵机、角度传感器、距离传感器。安装平台、第一骨节、第二骨节、第三骨节依次活动连接，连接处均设置舵机，用于驱动关节活动。
[0009]展开时的支臂模仿蜘蛛的腿部结构，通过三个关节可以较大范围的调整落点，增强支臂的自适应性能，能够保证飞行器在行走和起降时具有良好的稳定性，能够降落在凹坑，斜坡等各类复杂地形。
[0010]第一骨节和第二骨节的连接处设置角度传感器，通过角度测量获得支臂位姿；第二骨节和第三骨节的连接处设置距离传感器，用于采集支臂距地高度信息。
[0011]进一步的，旋翼包括桨叶、旋翼电机、旋翼安装平台、滑块、丝杠、丝杠电机。丝杆电机安装在第三骨节的底脚内侧，丝杆电机连接并驱动丝杠，丝杆另一端连接滑块。旋翼安装平台为长条形，底部设置凹槽，滑块设置在旋翼安装平台底部的凹槽中。旋翼安装平台一端设置旋翼安装平台，另一端和第二骨节活动连接，旋翼安装平台上设置旋翼电机，旋翼电机的输出轴上安装桨叶。
[0012]进一步的，安装平台和第一骨节连接处的自由度为摆动自由度。第一骨节和第二骨节，第二骨节和第三骨节之间的自由度为转动自由度。
[0013]进一步的，第三骨节底脚外侧设置挡片，保证飞行器着陆后旋翼能保持与着陆支腿重叠，避免因为旋翼横向与着陆支腿交错，进而在行走时发生与其它支腿的碰撞。
[0014]进一步的，第三骨节的底脚处固定连接足垫，在保证支臂着地稳定性的同时，又能为行走和起降提供额外的缓冲减震能力。
[0015]进一步的，足垫为半球形，采用橡胶材料制作。
[0016]进一步的，控制盒采用PID控制方法，控制舵机、丝杠电机、旋翼电机。通过PID控制调节舵机角度，旋翼电机转速和丝杆行程。
[0017]本专利技术的有益成果是：本专利技术支臂和旋翼配合安装成了组合支臂，旋翼能够根据工况选择收起或展开，实现飞行或者爬行，完全自主的切换地面行走与空中飞行姿态；本专利技术采用仿生结构设计，通过三关节结构，在起降过程中较大程度的增加了着陆点调整范围，增强了无人机的地形自适应能力；本专利技术采用舵机控制支臂的各个关节，使其可以自由收缩或者展开，使得多旋翼飞行器具备陆空两栖功能，并能充分完成复杂地形自适应，拓展了无人机的功能范围；本专利技术采用丝杆驱动旋翼安装平台，通过连杆机构使得旋翼平面在支臂适应地形转动时不发生偏转，实现起落架和旋翼的高集成度模块化设计，减轻整机的结构重量，增加了无人机续航时间。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0019]图1是实施例中着陆状态示意图；图2是实施例中飞行状态示意图；图3是实施例中在复杂地形降落的示意图。
[0020]其中，1
‑
中央平台、2
‑
控制盒、3
‑
旋翼、4
‑
支臂、31
‑
桨叶、32
‑
旋翼电机、33
‑
旋翼安装平台、34
‑
滑块、35
‑
丝杆、36
‑
丝杆电机、41第一骨节、42
‑
第二骨节、43
‑
第三骨节、44
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足垫、45
‑
舵机、46
‑
角度传感器、47
‑
挡片、48
‑
距离传感器。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于多地形且具有行走功能的两栖六旋翼飞行器，其特征在于，包括：安装平台（1）、控制盒（2）、组合支臂；安装平台（1）为轴对称图形，沿安装平台（1）的两侧边对称安装六个所述组合支臂，安装平台（1）上还设置控制盒（2），控制盒（2）连接并控制所述组合支臂；所述组合支臂包括旋翼（3）和支臂（4），支臂（4）具有三段两个关节，旋翼（3）一端连接支臂（4）的底脚，另一端连接支臂（4）外侧的一点，支臂（4）展开时，旋翼（3）张开；支臂（4）收起时，旋翼（3）折叠进支臂（4）内的空间，随支臂（4）收起。2.根据权利要求1所述的一种适用于多地形且具有行走功能的两栖六旋翼飞行器，其特征在于，支臂（4）包括第一骨节（41）、第二骨节（42）、第三骨节（43）、舵机（45）、角度传感器（46）、距离传感器（47）；安装平台（1）、第一骨节（41）、第二骨节（42）、第三骨节（43）依次活动连接，连接处均设置舵机（45）；在第一骨节（41）和第二骨节（42）的连接处设置角度传感器（46），第二骨节（42）和第三骨节（43）的连接处设置距离传感器（48）。3.根据权利要求2所述的一种具备地形自适应起降和行走功能的变体六旋翼无人机，其特征在于，旋翼（3）包括桨叶（31）、旋翼电机（32）、旋翼安装平台（33）、滑块（34）、丝杠（35）、丝杠电机（36）...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏小辉，孔德旭，宋佳翼，彭一明，倪鑫磊，尹乔之，
申请(专利权)人：南京飞起科技有限公司，
类型：发明
国别省市：