【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及航空技术和新能源，尤其涉及一种氢能地效两栖无人机。
技术介绍
1、与汽车有地面支撑自身重量不同，飞行器要靠速度产生的升力来平衡自身重量，在相同的系统重量下，飞行器对于动力的需求远远大于汽车，这导致新能源技术在飞行器上的应用相对缓慢。由于现阶段传统的动力锂电池能量密度较低，采用传统动力锂电池系统的无人机续航短、载重小，应用场景受限。氢燃料电池系统以远高于常规动力电池的能量密度在电动汽车领域开辟了一个新的方向，同时也为巡检型海域飞行器和载重型海域飞行器设计领域带来了新的设计思路。
2、中国专利公开号：cn115477019a公开了一种模块化氢能源无人机，涉及无人机领域。该无人机包括主机身、动力模块和氢燃料供能模块；主机身周向均匀布置有多个旋翼机主力臂，多个旋翼机主力臂共同连接有起落架；动力模块包括与旋翼机主力臂等数量的旋翼机外力臂，多个旋翼机外力臂分别可拆卸设置于多个旋翼机主力臂的外端，任一旋翼机外力臂设置有起降旋翼模块；氢燃料供能模块包括设置于主机身的氢燃料电池模块、氢气瓶，氢气瓶和氢燃料电池均可拆卸设置于主机身，氢燃料电池和起降旋翼模块之间、氢燃料电池和主机身之间均通过电线连接器可拆卸式电连接；由此可见，所述模块化氢能源无人机依然存在能量密度较低的问题，虽然当前氢燃料电池的能量密度密度高于常规动力电池的能量密度，但将氢燃料电池用于飞行时会不可避免的带来承载性较低，且当突发情况发生时容易造成高空坠落的安全性问题。
技术实现思路
1、为此，本专利技术提供一种氢
2、为实现上述目的，本专利技术提供一种氢能地效两栖无人机，包括：
3、机身，其底部和顶部设有用以减小水面航行时来自机身底部空气阻力的v型突起结构，所述机身内设置有预设大小的机仓，所述机仓内设置有控制系统、导航系统和电堆系统，控制系统用以控制机身姿态，导航系统用以规划巡航路线，电堆系统用以提供飞行动力，机身外设有结构框架，所述结构框架外设有蒙皮，机身整体呈梭状；
4、机翼，其为下反翼并设置在所述机身上，用以为无人机提供升力、平衡俯仰力矩，所述机翼包括前翼和后翼，前翼包括左前机翼和右前机翼，后翼包括左后机翼和右后机翼，其中，左前机翼和左后机翼与右前机翼和右后机翼分别左右对称设置在所述机身两侧，左前机翼和右前机翼呈前掠翼设置，翼尖向机体前方前掠，前掠角度为68.6度，左后机翼和右后机翼呈后掠翼设置，翼尖向机体后方后掠，后掠角度为111.4度，机翼呈v状设置于机身两侧，对于任一机翼，其材料为一体化碳纤维复合材料，任一机翼末端均设有竖直端板；
5、左前机翼、右前机翼、左后机翼和右后机翼在翼尖端部分别通过竖直端板分别与第一、第二浮筒架相连，竖直端板与机翼形成箱体结构，很好地提高了机翼结构强度，有效避免了机翼上下抖动或变形，提高了气动稳定性。
6、浮筒架，其包括第一浮筒架和第二浮筒架，第一浮筒架和第二浮筒架对称设置在所述机翼下方并与相对应的所述竖直端板相连，第一浮筒架分别与左前机翼和左后机翼的竖直端板相连接，第二浮筒架分别与右前机翼3和右后机翼的竖直端板相连接，所述浮筒架用以固定浮筒；
7、所述浮筒，其上分别设有连接槽，所述连接槽用以使浮筒与所述浮筒架相连，浮筒设置在同侧所述机翼的下方并与同侧的所述浮筒架相连，所述浮筒用以使机身能在水上停泊时悬浮于水面之上，浮筒还分别用以储存压缩氢气，浮筒包括第一浮筒和第二浮筒，所述第一浮筒和所述第二浮筒对称地分布在所述机身的左右两侧，第一浮筒与第一浮筒架相连，第二浮筒与所述第二浮筒架相连；
8、动力装置支架，其分别设置在所述机身的两端，所述动力装置支架的一端连接所述机身，动力装置支架的另一端连接所述浮筒架，动力装置支架用以承载垂直动力装置和水平动力装置并用以加强机身与所述机翼的结构强度，动力装置支架包括第一动力装置支架和第二动力装置支架，第一动力装置支架设置在机身左侧并连接第一浮筒架，第二动力装置支架设置在机身右侧并连接第二浮筒架；
9、动力装置，其包括垂直动力装置和水平动力装置，动力装置用以在航行是提供预设动力，其中，
10、垂直动力装置包括左前垂直动力装置、右前垂直动力装置、左后垂直动力装置和右后垂直动力装置，其中，左前垂直动力装置设置在第一浮筒架的前端，右前垂直动力装置设置在第二浮筒架的前端，左后垂直动力装置设置在第一浮筒架的后端，右后垂直动力装置设置在第二浮筒架的后端，垂直动力装置用以在航行时提供向上的升动力；
11、水平动力装置包括第一左水平动力装置、第二左水平动力装置、第一右水平动力装置和第二右水平动力装置，其中，第一左水平动力装置设置在第一动力装置支架连接第一浮筒架处的一侧，第二左水平动力装置设置在第一动力装置支架连接机身处的一侧，第一右水平动力装置设置在第二动力装置支架连接第二浮筒架处的一侧，第二右水平动力装置设置在第二动力装置支架连接机身1处的一侧，水平动力装置用以在航行时提供预设大小和方向的向前动力。
12、具体而言，电堆系统包括氢燃料电池电堆。
13、具体而言，机翼与机身连接处的高度大于机翼翼梢高度，即机翼为下反翼设计，其中，前翼与机身连接处的高度＞水平动力装置支架与机身连接处的高度＞后翼与机身连接处的高度。
14、所述内部空间能够安装压缩氢气罐，所述机翼靠近所述机身的一侧设置两根方梁，所述方梁插入所述结构框架并通过螺栓与机身连接固定，机翼内部设有用以电气走线和氢气输气管走线的通道，机翼内部设有的通道与浮筒架内部设有通道相连通，用以使浮筒内的氢气沿管道通过卡槽和浮筒架与机身1内部的电堆连接。
15、进一步地，所述水平动力装置支架的末端插入所述结构框架并通过螺栓与所述机身固定连接，外侧的竖直端板插入所述浮筒架并通过螺栓固定，水平动力装置支架设置有安装位，安装位用以安装水平动力装置，水平动力装置支架内部设有用以电气走线的中空的通道。
16、进一步地，所述水平动力装置分别包括电机、旋翼、附属电子系统和用以形成低阻外形的和起到安装支撑作用的短舱，水平动力装置短舱上有用以将短舱穿在水平动力装置支架上的通孔，水平动力装置短舱移动到安装位置后，通过螺栓固定在水平动力装置支架上。
17、进一步地，所述垂直动力装置分别包括电机、旋翼及附属电子系统，垂直动力装置通过对应的浮筒架安装在无人机的四个空间结构角点，形成四旋翼无人机布局，用以控制无人机的俯仰、滚转姿态控制和垂直上升。
18、控制系统包括传感器模块和控制模块，其中，
19、传感器模块包括激光测距单元、角速率传感单元、姿态传感单元、航向传感单元、高度传感单元、空速传感单元和位置传感单元，
20、控制模块连接传感器模块和动力装置，控制模块用以根据传感器模块检测到的实时参数信息与相对应的预设参数信息的对比结果，对动力装置进行相对应的控制，控制模块还用以根据当前动力本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种氢能地效两栖无人机，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的氢能地效两栖无人机，其特征在于，所述控制系统包括传感器模块和控制模块，其中，
3.根据权利要求2所述的氢能地效两栖无人机，其特征在于，垂直动力装置包括左前垂直动力装置、右前垂直动力装置、左后垂直动力装置和右后垂直动力装置，其中，左前垂直动力装置设置在第一浮筒架的前端，右前垂直动力装置设置在第二浮筒架的前端，左后垂直动力装置设置在第一浮筒架的后端，右后垂直动力装置设置在第二浮筒架的后端，垂直动力装置用以在航行时提供向上的升动力。
4.根据权利要求3所述的氢能地效两栖无人机，其特征在于，水平动力装置包括第一左水平动力装置、第二左水平动力装置、第一右水平动力装置和第二右水平动力装置，其中，第一左水平动力装置设置在第一动力装置支架连接第一浮筒架处的一侧，第二左水平动力装置设置在第一动力装置支架连接机身处的一侧，第一右水平动力装置设置在第二动力装置支架连接第二浮筒架处的一侧，第二右水平动力装置设置在第二动力装置支架连接机身处的一侧，水平动力装置用以在航行时提供预设大小和方向的向前动力
5.根据权利要求4所述的氢能地效两栖无人机，其特征在于，所述内部空间能够安装压缩氢气罐，所述机翼靠近所述机身的一侧设置两根方梁，所述方梁插入所述结构框架并通过螺栓与机身连接固定，机翼内部设有用以电气走线和氢气输气管走线的通道，机翼内部设有的通道与浮筒架内部设有通道相连通，用以使浮筒内的氢气沿管道通过卡槽和浮筒架与机身内部的电堆连接。
6.根据权利要求5所述的氢能地效两栖无人机，其特征在于，所述水平动力装置支架的末端插入所述结构框架并通过螺栓与所述机身固定连接，外侧的竖直端板插入所述浮筒架并通过螺栓固定，水平动力装置支架设置有安装位，安装位用以安装水平动力装置，水平动力装置支架内部设有用以电气走线的中空的通道。
7.根据权利要求6所述的氢能地效两栖无人机，其特征在于，所述水平动力装置分别包括电机、旋翼、附属电子系统和用以形成低阻外形的和起到安装支撑作用的短舱，水平动力装置短舱上有用以将短舱穿在水平动力装置支架上的通孔，水平动力装置短舱移动到安装位置后，通过螺栓固定在水平动力装置支架上。
8.根据权利要求7所述的氢能地效两栖无人机，其特征在于，所述垂直动力装置分别包括电机、旋翼及附属电子系统，垂直动力装置通过对应的浮筒架安装在无人机的四个空间结构角点，形成四旋翼无人机布局，用以控制无人机的俯仰、滚转姿态控制和垂直上升。
9.根据权利要求8所述的氢能地效两栖无人机，其特征在于，所述控制模块在预设巡航模式时根据传感器模块检测到的实时参数信息与相对应的预设参数信息的对比结果，对动力装置进行相对应的控制，用以保持预设巡航模式下航行姿态的稳定，其中，预设巡航模式默认为地效模式，
10.根据权利要求9所述的氢能地效两栖无人机，其特征在于，控制模块根据调整后的巡航模式在当前最大风力等级时当前氢气消耗速率与当前氢气余量的相对应的计算结果得到当前氢气余量的最小航行里程，并根据当前氢气余量的最小航行里程与预设航行路线对应的航行里程的对比结果，判断当前巡航模式是否需要继续调整，其中，飞行模式用以在当前最大风力等级对应的海浪高度超出地效模式下无人机与水平面距离时的巡航或返航，
...【技术特征摘要】
1.一种氢能地效两栖无人机，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的氢能地效两栖无人机，其特征在于，所述控制系统包括传感器模块和控制模块，其中，
3.根据权利要求2所述的氢能地效两栖无人机，其特征在于，垂直动力装置包括左前垂直动力装置、右前垂直动力装置、左后垂直动力装置和右后垂直动力装置，其中，左前垂直动力装置设置在第一浮筒架的前端，右前垂直动力装置设置在第二浮筒架的前端，左后垂直动力装置设置在第一浮筒架的后端，右后垂直动力装置设置在第二浮筒架的后端，垂直动力装置用以在航行时提供向上的升动力。
4.根据权利要求3所述的氢能地效两栖无人机，其特征在于，水平动力装置包括第一左水平动力装置、第二左水平动力装置、第一右水平动力装置和第二右水平动力装置，其中，第一左水平动力装置设置在第一动力装置支架连接第一浮筒架处的一侧，第二左水平动力装置设置在第一动力装置支架连接机身处的一侧，第一右水平动力装置设置在第二动力装置支架连接第二浮筒架处的一侧，第二右水平动力装置设置在第二动力装置支架连接机身处的一侧，水平动力装置用以在航行时提供预设大小和方向的向前动力。
5.根据权利要求4所述的氢能地效两栖无人机，其特征在于，所述内部空间能够安装压缩氢气罐，所述机翼靠近所述机身的一侧设置两根方梁，所述方梁插入所述结构框架并通过螺栓与机身连接固定，机翼内部设有用以电气走线和氢气输气管走线的通道，机翼内部设有的通道与浮筒架内部设有通道相连通，用以使浮筒内的氢气沿管道通过卡槽和浮筒架与机身内部的电堆连接。
6.根据权利要求5所述的氢能地效两栖无人机，其特征在于，所述水平动...
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