可吸附墙壁的海陆空多栖飞行器及其使用方法技术

本发明专利技术公开了可吸附墙壁的海陆空多栖飞行器及其使用方法。该飞行器包括底板、水陆驱动机构、水下移动机构、飞行机构和墙壁吸附机构。本发明专利技术的四个飞行机构实现空中飞行；四个水陆驱动机构单独驱动，实现在地面上或水上的前进、后退、转弯，且各水陆驱动机构中陆地行走主轮上设有灵活性能高、动作幅度小的陆地行走小轮；水下移动机构中潜浮气仓机构实现潜水与上浮，水下驱动机构实现水下驱动、转向与俯仰，增加了在水下活动的功能；当周围环境不适合地面以及水面降落，空中探测又受气流影响不稳定时，或者需要在特定情况下隐藏位置时，墙壁吸附机构使本发明专利技术在不大于90

【技术实现步骤摘要】
可吸附墙壁的海陆空多栖飞行器及其使用方法


[0001]本专利技术属于多用途飞行器
，具体涉及一种可吸附墙壁的海陆空多栖飞行器及其使用方法。

技术介绍

[0002]普通的轮式、履带式或者仿生足式两栖飞行器在复杂外部环境下执行特殊任务时难以适应，如在自然灾害区勘察、未知密闭环境勘察、战争侦查等等。具体地，如检测到未知密闭环境下可能有丰富的可开采矿物，外围由深水包围，内部带有巨大空腔，但内部空间环境未知，只有水下有简单小口进入空间内，人类又无法正常进入内部进行勘察只能依靠小型仪器进入，现有的飞行器则无法适应这种类似的复杂环境。为满足在这种多变环境下的工作，应使无人机具有多栖的功能。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种可吸附墙壁的海陆空多栖飞行器及其使用方法。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：
[0005]本专利技术可吸附墙壁的海陆空多栖飞行器，包括底板、水陆驱动机构、水下移动机构、飞行机构和墙壁吸附机构；所述底板的底部固定有距离传感器，顶部固定有摄像机和水平仪；所述的飞行机构和水陆驱动机构均设有阵列排布的四个。
[0006]所述的飞行机构包括飞行旋翼、飞行驱动电机、飞行支承架和飞行支架调整舵机；所述的飞行旋翼固定在飞行驱动电机的输出轴上；飞行驱动电机的输出轴竖直设置；飞行驱动电机的壳体固定在飞行支承架上；飞行支承架固定在飞行支架调整舵机的输出轴上；飞行支架调整舵机的输出轴水平设置；飞行支架调整舵机的壳体与底板固定。
[0007]所述的水陆驱动机构包括水面运动排水板、陆地行走主轮、陆地行走小轮和驱动马达；所述驱动马达的壳体固定在底板上，驱动马达的输出轴与马达减速器的输入端连接；马达减速器的输出端与陆地行走主轮通过万向联轴器连接；所述的陆地行走主轮上固定有沿周向均布的多块水面运动排水板，且陆地行走主轮与沿周向布置的六个陆地行走小轮均构成转动副。
[0008]所述的墙壁吸附机构包括墙壁吸附软足、墙壁停靠接触力传感器、支承块、真空挡板驱动电机、吸附室、墙壁停靠支腿、墙壁吸附抽气泵、真空挡板驱动齿轮、真空挡板、墙壁起飞升力传感器、墙壁吸附支腿调整舵机和墙壁吸附支腿支架；所述的墙壁吸附抽气泵固定在墙壁吸附支腿的内腔中；吸附室一端与墙壁吸附支腿固定，且吸附室的内腔与墙壁吸附支腿的内腔连通；所述的支承块与吸附室另一端通过螺钉固定连接，且支承块与吸附室之间设有密封圈；支承块开设有沿周向均布且与吸附室内腔连通的多个气道，每个气道与一个墙壁吸附软足的内腔连通，且每个气道与吸附室内腔连通的那端端面处设有一块真空挡板；所述墙壁吸附软足的内端固定在支承块开设的安装槽内，外端露出安装槽外；每块真
空挡板与支承块在对应一个气道边沿位置处铰接，且各真空挡板上一体成型的轮齿均与真空挡板驱动齿轮啮合；所述的真空挡板驱动齿轮与真空挡板驱动电机的输出轴固定，真空挡板驱动电机的壳体与支承块固定；所述的墙壁停靠接触力传感器固定在支承块的安装槽边沿处；支承块的各气道靠近真空挡板的一端边沿设有密封圈；墙壁吸附支腿与连接筒固定，连接筒与墙壁吸附支腿支架的一端铰接，且铰接轴上套置扭簧，扭簧两端分别与墙壁吸附支腿与墙壁吸附支腿支架接触；墙壁吸附支腿支架的另一端与墙壁吸附支腿调整舵机的输出轴固定；墙壁吸附支腿调整舵机的壳体上固定有墙壁起飞升力传感器；所述的墙壁起飞升力传感器与底板固定；初始状态下，墙壁吸附支腿支架和墙壁吸附支腿的中心轴线均水平设置，且均与驱动马达的输出轴垂直。所述的墙壁吸附机构设有四个，底板两侧均设置两个。
[0009]所述的水下移动机构包括潜浮气仓机构和水下驱动机构；所述的潜浮气仓机构包括气仓、起浮排水活塞、活塞提升V型杆、V型固定杆、起浮舵机连杆和起浮活塞控制舵机；所述的气仓固定在底板的中心孔处，上安装板与气仓顶端通过螺钉连接，且上安装板与气仓之间设有密封圈；所述的起浮排水活塞与气仓构成滑动副，起浮排水活塞上一体成型的活塞杆与活塞提升V型杆一端开设的滑槽构成滑动副；活塞提升V型杆的中部与V型固定杆构成转动副，V型固定杆与气仓固定；活塞提升V型杆另一端开设的滑槽与起浮舵机连杆一端构成滑动副；起浮舵机连杆另一端与起浮活塞控制舵机的输出轴固定；起浮活塞控制舵机的壳体固定在上安装板上；所述的水下移动机构包括水下驱动机构壳、俯仰驱动电机、俯仰角控制主动轮、俯仰角控制从动轮、水下驱动叶片、连杆一、连杆二、连杆三、连杆四、旋转底座、水下驱动电机、水下转向舵机和俯仰控制箱；旋转底座的座体与底板固定；水下驱动机构壳底部与旋转底座的转子铰接，顶部一体成型的轮齿与俯仰角控制从动轮啮合，侧部与连杆一的一端铰接；旋转底座的转子与座体构成转动副；连杆一的另一端与连杆二的一端铰接，连杆二的另一端与连杆三的一端铰接；连杆三的另一端与连杆四的一端铰接；连杆四的另一端与水下转向舵机的输出轴固定；水下转向舵机的壳体与底板铰接；所述的俯仰角控制主动轮和俯仰角控制从动轮均铰接在俯仰控制箱内，且俯仰角控制主动轮与俯仰角控制从动轮啮合；俯仰角控制主动轮与俯仰驱动电机的输出轴固定，俯仰驱动电机的壳体固定在俯仰控制箱内；所述的俯仰控制箱与上安装板铰接；水下驱动电机的壳体固定在水下驱动壳内，水下驱动电机的输出轴与水下驱动叶片固定；旋转底座的转子中心轴线、连杆一与水下驱动机构壳的铰接轴、水下转向舵机的输出轴以及俯仰控制箱与上安装板的铰接轴均竖直设置；水下驱动机构壳与旋转底座的铰接轴、连杆二两端的铰接轴、连杆三与连杆四的铰接轴以及水下转向舵机的壳体与底板的铰接轴平行，且均水平设置，并与水下驱动电机的输出轴中心轴线所在平面垂直。
[0010]优选地，减震器的一端与陆地行走主轮在通过球铰链连接，另一端与马达减速器通过球铰链连接。
[0011]优选地，各陆地行走小轮的中心轴线与陆地行走主轮的中心轴线之间均设有夹角，且每个陆地行走小轮与正对面的一个陆地行走小轮之间的中心轴线夹角为90
°
。
[0012]优选地，所述的墙壁吸附软足由波纹管和吸盘组成，所述波纹管的两端分别与吸盘和支承块的安装槽固定，吸盘露出安装槽外。
[0013]优选地，所述的水平仪固定在水平仪固定箱内，水平仪固定箱固定在上安装板上。
[0014]更优选地，所述的底板上固定有安装架，安装架上内固定有GPS定位系统和探照灯。
[0015]更优选地，所述的驱动马达、飞行驱动电机、飞行支架调整舵机、真空挡板驱动电机、墙壁吸附抽气泵、起浮活塞控制舵机、俯仰驱动电机、水下转向舵机和水下驱动电机均由控制器控制，摄像机、水平仪、距离传感器、墙壁停靠接触力传感器和墙壁起飞升力传感器的信号输出端均接控制器，所述的GPS定位系统和探照灯均与控制器连接；所述的控制器与上位机通讯；控制器固定在控制器安装箱内；所述的控制器安装箱固定在底板上。驱动马达、飞行驱动电机、飞行支架调整舵机、真空挡板驱动电机、墙壁吸附抽气泵、起浮活塞控制舵机、俯仰驱动电机、水下转向舵机、水下驱动电机、摄像机、水平仪、距离传感器、墙壁停靠接触力传感器、墙本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.可吸附墙壁的海陆空多栖飞行器，包括底板、水陆驱动机构和飞行机构，其特征在于：还包括水下移动机构和墙壁吸附机构；所述底板的底部固定有距离传感器，顶部固定有摄像机和水平仪；所述的飞行机构和水陆驱动机构均设有阵列排布的四个；所述的飞行机构包括飞行旋翼、飞行驱动电机、飞行支承架和飞行支架调整舵机；所述的飞行旋翼固定在飞行驱动电机的输出轴上；飞行驱动电机的输出轴竖直设置；飞行驱动电机的壳体固定在飞行支承架上；飞行支承架固定在飞行支架调整舵机的输出轴上；飞行支架调整舵机的输出轴水平设置；飞行支架调整舵机的壳体与底板固定；所述的水陆驱动机构包括水面运动排水板、陆地行走主轮、陆地行走小轮和驱动马达；所述驱动马达的壳体固定在底板上，驱动马达的输出轴与马达减速器的输入端连接；马达减速器的输出端与陆地行走主轮通过万向联轴器连接；所述的陆地行走主轮上固定有沿周向均布的多块水面运动排水板，且陆地行走主轮与沿周向布置的六个陆地行走小轮均构成转动副；所述的墙壁吸附机构包括墙壁吸附软足、墙壁停靠接触力传感器、支承块、真空挡板驱动电机、吸附室、墙壁停靠支腿、墙壁吸附抽气泵、真空挡板驱动齿轮、真空挡板、墙壁起飞升力传感器、墙壁吸附支腿调整舵机和墙壁吸附支腿支架；所述的墙壁吸附抽气泵固定在墙壁吸附支腿的内腔中；吸附室一端与墙壁吸附支腿固定，且吸附室的内腔与墙壁吸附支腿的内腔连通；所述的支承块与吸附室另一端通过螺钉固定连接，且支承块与吸附室之间设有密封圈；支承块开设有沿周向均布且与吸附室内腔连通的多个气道，每个气道与一个墙壁吸附软足的内腔连通，且每个气道与吸附室内腔连通的那端端面处设有一块真空挡板；所述墙壁吸附软足的内端固定在支承块开设的安装槽内，外端露出安装槽外；每块真空挡板与支承块在对应一个气道边沿位置处铰接，且各真空挡板上一体成型的轮齿均与真空挡板驱动齿轮啮合；所述的真空挡板驱动齿轮与真空挡板驱动电机的输出轴固定，真空挡板驱动电机的壳体与支承块固定；所述的墙壁停靠接触力传感器固定在支承块的安装槽边沿处；支承块的各气道靠近真空挡板的一端边沿设有密封圈；墙壁吸附支腿与连接筒固定，连接筒与墙壁吸附支腿支架的一端铰接，且铰接轴上套置扭簧，扭簧两端分别与墙壁吸附支腿与墙壁吸附支腿支架接触；墙壁吸附支腿支架的另一端与墙壁吸附支腿调整舵机的输出轴固定；墙壁吸附支腿调整舵机的壳体上固定有墙壁起飞升力传感器；所述的墙壁起飞升力传感器与底板固定；初始状态下，墙壁吸附支腿支架和墙壁吸附支腿的中心轴线均水平设置，且均与驱动马达的输出轴垂直；所述的墙壁吸附机构设有四个，底板两侧均设置两个；所述的水下移动机构包括潜浮气仓机构和水下驱动机构；所述的潜浮气仓机构包括气仓、起浮排水活塞、活塞提升V型杆、V型固定杆、起浮舵机连杆和起浮活塞控制舵机；所述的气仓固定在底板的中心孔处，上安装板与气仓顶端通过螺钉连接，且上安装板与气仓之间设有密封圈；所述的起浮排水活塞与气仓构成滑动副，起浮排水活塞上一体成型的活塞杆与活塞提升V型杆一端开设的滑槽构成滑动副；活塞提升V型杆的中部与V型固定杆构成转动副，V型固定杆与气仓固定；活塞提升V型杆另一端开设的滑槽与起浮舵机连杆一端构成滑动副；起浮舵机连杆另一端与起浮活塞控制舵机的输出轴固定；起浮活塞控制舵机的壳体固定在上安装板上；所述的水下移动机构包括水下驱动机构壳、俯仰驱动电机、俯仰角控制主动轮、俯仰角控制从动轮、水下驱动叶片、连杆一、连杆二、连杆三、连杆四、旋转底座、
水下驱动电机、水下转向舵机和俯仰控制箱；旋转底座的座体与底板固定；水下驱动机构壳底部与旋转底座的转子铰接，顶部一体成型的轮齿与俯仰角控制从动轮啮合，侧部与连杆一的一端铰接；旋转底座的转子与座体构成转动副；连杆一的另一端与连杆二的一端铰接，连杆二的另一端与连杆三的一端铰接；连杆三的另一端与连杆四的一端铰接；连杆四的另一端与水下转向舵机的输出轴固定；水下转向舵机的壳体与底板铰接；所述的俯仰角控制主动轮和俯仰角控制从动轮均铰接在俯仰控制箱内，且俯仰角控制主动轮与俯仰角控制从动轮啮合；俯仰角控制主动轮与俯仰驱动电机的输出轴固定，俯仰驱动电机的壳体固定在俯仰控制箱内；所述的俯仰控制箱与上安装板铰接；水下驱动电机的壳体固定在水下驱动壳内，水下驱动电机的输出轴与水下驱动叶片固定；旋转底座的转子中心轴线、连杆一与水下驱动机构壳的铰接轴、水下转向舵机的输出轴以及俯仰控制箱与上安装板的铰接轴均竖直设置；水下驱动机构壳与旋转底座的铰接轴、连杆二两端的铰接轴、连杆三与连杆四的铰接轴以及水下转向舵机的壳体与底板的铰接轴平行，且均水平设置，并与水下驱动电机的输出轴中心轴线所在平面垂直。2.根据权利要求1所述可吸附墙壁的海陆空多栖飞行器，其特征在于：减震器的一端与陆地行走主轮在通过球铰链连接，另一端与马达减速器通过球铰链连接。3.根据权利要求1所述可吸附墙壁的海陆空多栖飞行器，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡明，张争争，王丙旭，高兴文，赵德明，吴梅，杨景，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：