一种旋翼轮式陆空两栖无人机及其运行方法技术

本发明专利技术公开了一种旋翼轮式陆空两栖无人机及其运行方法，其无人机将机翼和车轮融合为一体以实现陆空两栖运行，包括机身、驱动模块、旋翼轮组件、云台，所述驱动模块直接或间接安装在机身上，所述驱动模块用于驱使旋翼轮组件运行；所述驱动模块、旋翼轮组件有飞行模式、车行模式两种状态，飞行模式、车行模式切换时只需要旋翼轮组件在水平状态和垂直状态之间切换即可；云台安装在机身上，且云台搭载用于测绘或探测的装置。本发明专利技术将机翼和车轮融合，飞行模式时采用旋翼轮组件的机翼飞行，行走时旋翼轮组件变换为轮胎行走，从而可以有效简化结构、降低自重、降低风阻。同时还可以对车轮进行独立控制以实现陆地行走模式下的高机动性。独立控制以实现陆地行走模式下的高机动性。独立控制以实现陆地行走模式下的高机动性。

【技术实现步骤摘要】
一种旋翼轮式陆空两栖无人机及其运行方法


[0001]本专利技术涉及无人机，特别是涉及一种旋翼轮式陆空两栖无人机及其运行方法。

技术介绍

[0002]在水利工程建模过程中，一般采用无人机搭载激光扫描仪对地形进行扫描建模，但是在这些过程中难免会遇到一些沟壑，这些地方要么比较狭小不利于无人机勘测，要么树林过于茂密容易干扰无人机飞行。因此对于这些位置目前采用人工手持扫描仪的方式进行勘测，但对于部分过于险峻的、树林茂密的区域，人工也无法进入，只能放弃。但这会造成勘测不全，容易影响最终的设计、施工。
[0003]申请人在申请号为2023101553260的中国专利技术专利申请中已经公开了一种用于解决上述问题的两栖无人机，其主要是将起落架替换为履带，利用履带实现行走。申请人在后续的研发中发现这种方式会明显增加无人机的自重，同时在飞行过程中也会明显增加风阻，从而影响续航时长。
[0004]对此申请人经过长时间研究后认为最好的方式是将机翼和车轮融合，同时对结构、重量进行优化设计，从而在控制成本、自重的前提下尽量提高续航时间，但目前并没有此类的技术方案。

技术实现思路

[0005]有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种旋翼轮式陆空两栖无人机及其运行方法，其无人机将机翼和车轮融合为一体以实现陆空两栖运行。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了一种旋翼轮式陆空两栖无人机，包括机身、驱动模块、旋翼轮组件、云台，所述驱动模块直接或间接安装在机身上，所述驱动模块用于驱使旋翼轮组件运行；所述驱动模块、旋翼轮组件有飞行模式、车行模式两种状态，飞行模式、车行模式切换时只需要旋翼轮组件在水平状态和垂直状态之间切换即可；云台安装在机身上，且云台搭载用于测绘或探测的装置；所述旋翼轮组件包括轮架、轮胎、旋翼，轮胎套装在轮架外且与轮架相对固定装配；旋翼安装在轮架内，所述旋翼套不可相对圆周转动地套装在第二动力轴上；轮架上安装有轴管、轴套，轴管至少有两个且沿着轴套的圆周方向均匀分布；第二动力轴的另一端依次穿过轴套、安装套后与第二伞齿轮装配固定，所述第二动力轴与轴套可圆周转动装配、与安装套可圆周转动且不可轴向移动装配；所述安装套上固定有安装环，安装环可圆周转动且不可轴向移动地安装在驱动座上；所述驱动模块包括驱动架、驱动罩、切换壳、驱动座，所述驱动架与外连管装配固定，所述驱动罩安装在驱动架上，所述切换壳安装在驱动架内，且切换壳分别套装在第一动力轴、动力轴套外，所述第一动力轴的一端穿出切换壳、驱动架后与驱动电机的输出轴连接，驱动电机安装在驱动架上，第一动力轴的另一端装入动力轴套内且与之可圆周转动装配，所述动力轴套可圆周转动地安装在驱动架上且动力轴套与切换壳不可相对圆周转动装
配；所述动力轴套装入切换壳的一端上设置有第一离合盘；所述第一动力轴分上分别安装有第一伞齿轮、电磁套、离合套，离合套可轴向滑动且不可相对圆周转动地套装在第一动力轴上，离合套还可圆周转动地安装在第一切换架上，所述离合套位于第一切换架的两端上还分别安装有第二离合盘、磁环，所述第二离合盘与第一离合盘正对且可与第一离合盘压紧传动，所述磁环具有磁性且与电磁套环压紧或靠近，离合套位于第一切换架和磁环之间的部分上套装有切换弹簧，切换弹簧用于对磁环施加向电磁套环推动的弹力，以使得初始状态时第二离合盘与第一离合盘保持分离、不传动；所述电磁套环设置在电磁套上，电磁套可圆周转动地套装在第一动力轴上且电磁套外安装有电磁外套，所述电磁外套安装在第二切换架上，所述电磁套外套装有电磁线圈，电磁线圈位于电磁套和电磁外套之间且电磁线圈通过电缆供电；电磁线圈通电后产生磁场，磁场通过电磁套环、电磁套向磁环释放并对磁环产生排斥磁力，磁力驱使磁环挤压切换弹簧向第一离合盘移动直到第二离合盘与第一离合盘压紧传动，此时第一动力轴驱使离合套转动，离合套通过第二离合盘驱使动力轴套转动以驱使切换壳相对于驱动架转动；第一切换架、第二切换架均安装在切换壳内；所述第一伞齿轮与第二伞齿轮啮合传动；所述第二伞齿轮面向驱动座的端面上安装有第一摩擦盘，所述第一摩擦盘与第二摩擦盘正对靠近且可压紧传动，第二摩擦盘可向第一摩擦盘移动以与第一摩擦盘压紧传动；所述第二摩擦盘上还设置有摩擦轴套，所述摩擦轴套套装在轮轴的一端上，所述轮轴的另一端穿过安装环、锁止盘后装入轴管内且与之可轴向滑动装配，所述锁止盘与轮轴、第二摩擦盘不可相对轴向移动装配，所述轮轴位于安装环、锁止盘之间的部分上套装有离合弹簧，离合弹簧对锁止盘施加向锁位环压紧的推力以使得初始状态时锁止盘与锁位环压紧从而使得锁止盘不能相对于驱动座圆周转动，此时第二动力轴只能驱使旋翼转动，从而保持飞行模式。
[0007]作为本专利技术的进一步改进，所述机身上安装有旋转连管、固定连管，所述旋转连管可圆周转动且不可轴向移动地安装在机身上，所述固定连管固定在机身上；所述旋转连管、固定连管通过对应的外连管与对应的驱动模块装配固定，每个驱动模块对应一个旋翼轮组件；所述旋转连管上还安装有旋转蜗轮，所述旋转蜗轮与旋转蜗杆啮合传动，所述旋转蜗杆设置在旋转电机轴上，旋转电机轴的一端装入旋转电机内，旋转电机安装在机身内；车行模式时，旋转连管对应的旋翼轮组件向与固定连管对应的旋翼轮组件转动收起，此时为收起状态。
[0008]作为本专利技术的进一步改进，旋翼轮式陆空两栖无人机还包括降落杆，所述降落杆的两端上分别设置有铰接端、承压块，所述承压块用于在无人机起降时支撑机身，所述铰接端装入铰接座内，铰接座安装在机身上，且铰接座上分别安装有铰接罩、限位，铰接轴穿过铰接座、铰接端且一端与收展蜗轮装配，所述收展蜗轮与收展蜗杆啮合传动，所述收展蜗杆设置在收展轴上，所述收展轴穿过机身且与之可圆周转动装配，收展轴的两端分别安装展蜗杆；所述收展蜗轮安装在铰接罩内；所述收展轴有两根、降落杆有四根，每根收展轴的两端分别对应一根降落杆，两根
收展轴之间通过收展皮带连接并构成带传动机构，其中一根收展轴通过收展动力带与收展电机的输出轴连接并构成带传动机构。
[0009]作为本专利技术的进一步改进，轮架上安装有三个轮辋，靠近驱动模块的两个轮辋之间通过轴管、轴套装配固定，旋翼上安装有旋翼套，且旋翼安装在远离驱动模块的两个轮辋之间；所述第二动力轴的一端与最远离驱动模块的轮辋可圆周转动装配；轮辋上设置有轮辋盘，最靠近驱动模块的轮辋盘与锁位环压紧或靠近。
[0010]作为本专利技术的进一步改进，所述第二摩擦盘上可圆周转动地安装有端面轴承，所述端面轴承的座圈上安装有第一切换凸块，所述第一切换凸块上设置有第一切换斜面；第一切换斜面与第二切换斜面贴紧配合，所述第二切换斜面设置在第二切换凸块上，所述第二切换凸块安装在切换转盘上，所述切换转盘可圆周转动且不可轴向移动地安装在驱动座上，所述切换转盘外套装固定有切换套，切换套的外壁上安装有切换套块，所述切换套块与切换拉簧的一端装配，切换拉簧的另一端与拉簧块装配，拉簧块安装在驱动座上；所述切换套块与拉索的一端装配固定，拉索的另一端绕过导轮后与解锁块的一端装配，导轮可圆周转动地安装在驱动座上，所述解锁块卡合且本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种旋翼轮式陆空两栖无人机，其特征在于，包括机身、驱动模块、旋翼轮组件、云台，所述驱动模块直接或间接安装在机身上，所述驱动模块用于驱使旋翼轮组件运行；所述驱动模块、旋翼轮组件有飞行模式、车行模式两种状态，飞行模式、车行模式切换时只需要旋翼轮组件在水平状态和垂直状态之间切换即可；云台安装在机身上，且云台搭载用于测绘或探测的装置；所述旋翼轮组件包括轮架、轮胎、旋翼，轮胎套装在轮架外且与轮架相对固定装配；旋翼安装在轮架内，所述旋翼套不可相对圆周转动地套装在第二动力轴上；轮架上安装有轴管、轴套，轴管至少有两个且沿着轴套的圆周方向均匀分布；第二动力轴的另一端依次穿过轴套、安装套后与第二伞齿轮装配固定，所述第二动力轴与轴套可圆周转动装配、与安装套可圆周转动且不可轴向移动装配；所述安装套上固定有安装环，安装环可圆周转动且不可轴向移动地安装在驱动座上；所述驱动模块包括驱动架、驱动罩、切换壳、驱动座，所述驱动架与外连管装配固定，所述驱动罩安装在驱动架上，所述切换壳安装在驱动架内，且切换壳分别套装在第一动力轴、动力轴套外，所述第一动力轴的一端穿出切换壳、驱动架后与驱动电机的输出轴连接，驱动电机安装在驱动架上，第一动力轴的另一端装入动力轴套内且与之可圆周转动装配，所述动力轴套可圆周转动地安装在驱动架上且动力轴套与切换壳不可相对圆周转动装配；所述动力轴套装入切换壳的一端上设置有第一离合盘；所述第一动力轴分上分别安装有第一伞齿轮、电磁套、离合套，离合套可轴向滑动且不可相对圆周转动地套装在第一动力轴上，离合套还可圆周转动地安装在第一切换架上，所述离合套位于第一切换架的两端上还分别安装有第二离合盘、磁环，所述第二离合盘与第一离合盘正对且可与第一离合盘压紧传动，所述磁环具有磁性且与电磁套环压紧或靠近，离合套位于第一切换架和磁环之间的部分上套装有切换弹簧，切换弹簧用于对磁环施加向电磁套环推动的弹力，以使得初始状态时第二离合盘与第一离合盘保持分离、不传动；所述电磁套环设置在电磁套上，电磁套可圆周转动地套装在第一动力轴上且电磁套外安装有电磁外套，所述电磁外套安装在第二切换架上，所述电磁套外套装有电磁线圈，电磁线圈位于电磁套和电磁外套之间且电磁线圈通过电缆供电；电磁线圈通电后产生磁场，磁场通过电磁套环、电磁套向磁环释放并对磁环产生排斥磁力，磁力驱使磁环挤压切换弹簧向第一离合盘移动直到第二离合盘与第一离合盘压紧传动，此时第一动力轴驱使离合套转动，离合套通过第二离合盘驱使动力轴套转动以驱使切换壳相对于驱动架转动；第一切换架、第二切换架均安装在切换壳内；所述第一伞齿轮与第二伞齿轮啮合传动；所述第二伞齿轮面向驱动座的端面上安装有第一摩擦盘，所述第一摩擦盘与第二摩擦盘正对靠近且可压紧传动，第二摩擦盘可向第一摩擦盘移动以与第一摩擦盘压紧传动；所述第二摩擦盘上还设置有摩擦轴套，所述摩擦轴套套装在轮轴的一端上，所述轮轴的另一端穿过安装环、锁止盘后装入轴管内且与之可轴向滑动装配，所述锁止盘与轮轴、第二摩擦盘不可相对轴向移动装配，所述轮轴位于安装环、锁止盘之间的部分上套装有离合弹簧，离合弹簧对锁止盘施加向锁位环压紧的推力以使得初始状态时锁止盘与锁位环压紧从而使得锁止盘不能相对于驱动座圆周转动，此时第二动力轴只能驱使旋翼转动，从而保持飞行模式。
2.如权利要求1所述的旋翼轮式陆空两栖无人机，其特征在于，所述机身上安装有旋转连管、固定连管，所述旋转连管可圆周转动且不可轴向移动地安装在机身上，所述固定连管固定在机身上；所述旋转连管、固定连管通过对应的外连管与对应的驱动模块装配固定，每个驱动模块对应一个旋翼轮组件；所述旋转连管上还安装有旋转蜗轮，所述旋转蜗轮与旋转蜗杆啮合传动，所述旋转蜗杆设置在旋转电机轴上，旋转电机轴的一端装入旋转电机内，旋转电机安装在机身内；车行模式时，旋转连管对应的旋翼轮组件向与固定连管对应的旋翼轮组件转动收起，此时为收起状态。3.如权利要求1所述的旋翼轮式陆空两栖无人机，其特征在于，旋翼轮式陆空两栖无人机还包括降落杆，所述降落杆的两端上分别设置有铰接端、承压块，所述承压块用于在无人机起降时支撑机身，所述铰接端装入铰接座内，铰接座安装在机身上，且铰接座上分别安装有铰接罩、限位，铰接轴穿过铰接座、铰接端且一端与收展蜗轮装配，所述收展蜗轮与收展蜗杆啮合传动，所述收展蜗杆设置在收展轴上，所述收展轴穿过机身且与之可圆周转动装配，收展轴的两端分别安装展蜗杆；所述收展蜗轮安装在铰接罩内；所述收展轴有两根、降落杆有四根，每根收展轴的两端分别对应一根降落杆，两根收展轴之间通过收展皮带连接并构成带传动机构，其中一根收展轴通过收展动力带与收展电机的输出轴连接并构成带传动机构。4.如权利要求1所述的旋翼轮式陆空两栖无人机，其特征在于，轮架上安装有三个轮辋，靠近驱动模块的两个轮辋之间通过轴管、轴套装配固定，旋翼上安装有旋翼套，且旋翼安装在远离驱动模块的两个轮辋之间；所述第二动力轴的一端与最远离驱动模块的轮辋可圆周转动装配；轮辋上设置有轮辋盘，最靠近驱动模块的轮辋盘与锁位环...

【专利技术属性】
技术研发人员：王洪，仲涛，王世潭，林金堂，邹丹，戴学华，康宏民，杨新忠，钟成东，任莲，
申请(专利权)人：龙岩学院，
类型：发明
国别省市：