一种十字型共轴倾转旋翼两栖无人机制造技术

本发明专利技术公开了一种十字型共轴倾转旋翼两栖无人机，包括机体、设于机体上的倾转式共轴多旋翼机构以及防水密封舱，所述防水密封舱内安装有电源模块和飞控模块，所述飞控模块分别与倾转式共轴多旋翼机构以及电源模块电连接，倾转式共轴多旋翼机构为由固定旋翼结构和倾转式旋翼结构组成的倾转式共轴八旋翼机构。本发明专利技术对无人机设置了倾转式的共轴多旋翼机构，通过对旋翼进行倾转控制，代替通过电机的增减速改变反扭力矩来改变机体的偏航角度，水下运行时倾转两侧电机朝前，机体保持水平以减少阻力，提高电机最大升力的利用效率，实现无人机实现在空中以及水下大阻力情况下的自身旋转以及工作。

A Cruciform Coaxial Tilting Rotor Amphibious UAV

【技术实现步骤摘要】
一种十字型共轴倾转旋翼两栖无人机
本专利技术涉及两栖无人机
，尤其涉及一种十字型共轴倾转旋翼两栖无人机。
技术介绍
现代各国普遍采用多旋翼无人机完成空中部分的物体检测任务，用潜航器完成水下检测任务，而对于需要频繁完成水空过渡的检测区域暂无良好解决方案，给检测带来了不便。另外现有的多旋翼无人机大多采用同转向电机增速、反转向电机减速来控制其螺旋桨的反扭矩合力方向及大小；多旋翼无人机前进时，通过位于机体前半部分的电机减速及位于机体后半部分的电机增速使机体倾斜，然而在这种控制方式下，当飞行器起飞重量大于电机总升力一半时，飞行器稳定性、响应速度大幅降低。
技术实现思路
本专利技术为解决现有的多旋翼无人机难以完成水下作业、飞行时容易出现不稳定、响应速度慢等问题，提供了一种十字型共轴倾转旋翼两栖无人机。为实现以上专利技术目的，而采用的技术手段是：一种十字型共轴倾转旋翼两栖无人机，包括机体、设于机体上的倾转式共轴多旋翼机构以及防水密封舱，所述防水密封舱内安装有电源模块和飞控模块，所述飞控模块分别与倾转式共轴多旋翼机构以及电源模块电连接。上述方案中，对无人机设置了可倾转的共轴多旋翼机构，通过对旋翼进行倾转控制，代替通过电机的增减速动力控制来进行倾转，提高电机最大升力的利用效率从而使无人机实现在空中以及水下大阻力情况下的倾转，同时设置防水密封舱并将电源模块和飞控模块安装在其内部进一步实现了无人机的水下工作。优选的，所述倾转式共轴多旋翼机构为由固定旋翼结构和倾转式旋翼结构组成的倾转式共轴八旋翼机构。优选的，所述倾转式旋翼结构包括对称设置的第一倾转式旋翼子结构和第二倾转式旋翼子结构；所述第一倾转式旋翼子结构包括第一防水舵机、第一管连接件、第一管夹、第一轴承、第一机臂管、第一电机座、第一电机、螺旋桨，所述第一防水舵机横向设置在机体上，所述第一机臂管的一端依次套设有第一管连接件、第一管夹和第一轴承，所述第一轴承安装于所述第一管夹内，所述第一管连接件与所述第一防水舵机的输出轴连接，且所述第一管连接件与第一机臂管之间通过第一轴承转动连接；所述第一电机通过第一电机座安装在所述第一机臂管的另一端，所述第一电机有两个输出轴，两个输出轴上分别连接有螺旋桨，且两个输出轴分别对称设置在所述第一机臂管的另一端的上侧面和下侧面，所述第一电机的输入轴与所述飞控模块电连接；所述第二倾转式旋翼子结构包括第二防水舵机、第二管连接件、第二管夹、第二轴承、第二机臂管、第二电机座、第二电机、螺旋桨，所述第二防水舵机横向设置在机体上，所述第二机臂管的一端依次套设有第二管连接件、第二管夹和第二轴承，所述第二轴承安装于所述第二管夹内，所述第二管连接件与所述第二防水舵机的输出轴连接，且所述第二管连接件与第二机臂管之间通过第二轴承转动连接；所述第二电机通过第二电机座安装在所述第二机臂管的另一端，所述第二电机有两个输出轴，两个输出轴上分别连接有螺旋桨，且两个输出轴分别对称设置在所述第二机臂管的另一端的上侧面和下侧面，所述第二电机的输入轴与所述飞控模块电连接。在本优选方案中，第一倾转式旋翼子结构以及第二倾转式旋翼子结构均可通过防水舵机控制机臂管从而实现独立控制倾转角度；同时每个机臂管上连接的螺旋桨设置为双层桨结构，可以使得本专利技术的无人机在进行水空过渡时，位于上侧面的螺旋桨在空中，位于下侧面的螺旋桨在水中，并实现电机的分层出水，有助于实现无人机在水面悬停，以及无人机的稳定出水入水。优选的，所述固定旋翼结构包括对称设置的第三固定旋翼结构子结构和第四固定旋翼结构子结构；所述第三固定旋翼结构子结构第三机臂管、第三电机座、第三电机、螺旋桨，所述第三机臂管的一端设置在机体上，所述第三电机通过第三电机座安装在所述第三机臂管的另一端，所述第三电机有两个输出轴，两个输出轴上分别连接有螺旋桨，且两个输出轴分别对称设置在所述第三机臂管的另一端的上侧面和下侧面，所述第三电机的输入轴与所述飞控模块电连接；所述第四固定旋翼结构子结构第四机臂管、第四电机座、第四电机、螺旋桨，所述第四机臂管的一端设置在机体上，所述第四电机通过第四电机座安装在所述第四机臂管的另一端，所述第四电机有两个输出轴，两个输出轴上分别连接有螺旋桨，且两个输出轴分别对称设置在所述第四机臂管的另一端的上侧面和下侧面，所述第四电机的输入轴与所述飞控模块电连接。优选的，所述第一机臂管、第二机臂管、第三机臂管、第四机臂管依次等间隔设置，所述第一机臂管的一端、第二机臂管的一端、第三机臂管的一端、第四机臂管的一端呈十字状固定连接于机体上。优选的，所述螺旋桨均为双桨叶螺旋桨。优选的，所述防水密封舱的舱体为中间是圆柱体，圆柱体两端为半球形端头的结构，所述防水密封舱通过固定件连接在所述机体的底部，所述飞控模块与倾转式共轴多旋翼机构电连接所使用的外置线缆通过穿舱线缆连接器接入所述防水密封舱，且连接处采用环氧树脂灌封。在本优选方案中，将外置线缆通过穿舱线缆连接器接入防水密封舱，并在连接处采用环氧树脂灌封，能进一步保障本无人机在水下的稳定及安全工作。优选的，所述防水密封舱内还安装有摄像头模块和显示器模块，所述摄像头模块和显示器模块均分别与所述飞控模块电连接。优选的，所述防水密封舱的舱体上还设有至少一个用于调参或充电的防水接口，所述防水接口包括接口本体，所述接口本体通过设置在防水密封舱内的电源开关控制器与所述电源模块电连接，所述接口本体上套设有环形底座，所述环形底座开设有环形凹槽，所述环形凹槽内设有防水密封胶圈，所述环形底座的外壁上安装有可拆卸防水盖。在本优选方案中，通过在防水密封舱的舱体上设置用于调参或充电的防水接口，实现无需拆开防水密封舱即可对本专利技术的无人机飞控进行修改参数、充电等操作，增加了无人机使用的便捷性。优选的，所述防水接口为铝合金CNC材料的防水接口。与现有技术相比，本专利技术技术方案的有益效果是：本专利技术对无人机设置了倾转式的共轴多旋翼机构，通过对旋翼进行倾转控制，在空中运行时以竖直方向基准进行同向、差向倾转，可保持机体水平的情况下进行前行及自旋，提高电机动力利用率；在水下运行时以旋翼水平方向为基准进行差向、差速控制，可保持水下运行时机体水平，大幅减少前行阻力以及提供较大的水下自旋所需扭力，代替了现有的通过电机的增减速动力控制来对机体进行倾转的方式，降低了耗能，同时有利于飞行姿态的灵活调整，加快了无人机姿态调整的响应速度；另外无人机设置有防水密封舱并将电源模块和飞控模块安装在其内部进一步保障了无人机的水下工作。附图说明图1为本专利技术中机体以及设于机体上的倾转式共轴多旋翼机构的结构示意图。图2为本专利技术中第一倾转式旋翼子结构和第二倾转式旋翼子结构的示意图。图3为本专利技术中第一倾转式旋翼子结构、第二倾转式旋翼子结构进行旋翼差向倾转控制时的状态图。图4为本专利技术中机体底部安装有防水密封舱以及设于机体上的倾转式共轴多旋翼机构的示意图。图5为本专利技术中防水接口的结构示意图。具体实施方式附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。下面结合附图和实施例对本专利技术的技术方案做进一步的说明。实施例1一种十字型共轴倾转旋翼两栖本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种十字型共轴倾转旋翼两栖无人机，其特征在于，包括机体、设于机体上的倾转式共轴多旋翼机构以及防水密封舱，所述防水密封舱内安装有电源模块和飞控模块，所述飞控模块分别与倾转式共轴多旋翼机构以及电源模块电连接。

【技术特征摘要】
2019.06.13 CN 20191051165391.一种十字型共轴倾转旋翼两栖无人机，其特征在于，包括机体、设于机体上的倾转式共轴多旋翼机构以及防水密封舱，所述防水密封舱内安装有电源模块和飞控模块，所述飞控模块分别与倾转式共轴多旋翼机构以及电源模块电连接。2.根据权利要求1所述的十字型共轴倾转旋翼两栖无人机，其特征在于，所述倾转式共轴多旋翼机构为由固定旋翼结构和倾转式旋翼结构组成的倾转式共轴八旋翼机构。3.根据权利要求2所述的十字型共轴倾转旋翼两栖无人机，其特征在于，所述倾转式旋翼结构包括对称设置的第一倾转式旋翼子结构和第二倾转式旋翼子结构；所述第一倾转式旋翼子结构包括第一防水舵机、第一管连接件、第一管夹、第一轴承、第一机臂管、第一电机座、第一电机、螺旋桨，所述第一防水舵机横向设置在机体上，所述第一机臂管的一端依次套设有第一管连接件、第一管夹和第一轴承，所述第一轴承安装于所述第一管夹内，所述第一管连接件与所述第一防水舵机的输出轴连接，且所述第一管连接件与第一机臂管之间通过第一轴承转动连接；所述第一电机通过第一电机座安装在所述第一机臂管的另一端，所述第一电机有两个输出轴，两个输出轴上分别连接有螺旋桨，且两个输出轴分别对称设置在所述第一机臂管的另一端的上侧面和下侧面，所述第一电机的输入轴与所述飞控模块电连接；所述第二倾转式旋翼子结构包括第二防水舵机、第二管连接件、第二管夹、第二轴承、第二机臂管、第二电机座、第二电机、螺旋桨，所述第二防水舵机横向设置在机体上，所述第二机臂管的一端依次套设有第二管连接件、第二管夹和第二轴承，所述第二轴承安装于所述第二管夹内，所述第二管连接件与所述第二防水舵机的输出轴连接，且所述第二管连接件与第二机臂管之间通过第二轴承转动连接；所述第二电机通过第二电机座安装在所述第二机臂管的另一端，所述第二电机有两个输出轴，两个输出轴上分别连接有螺旋桨，且两个输出轴分别对称设置在所述第二机臂管的另一端的上侧面和下侧面，所述第二电机的输入轴与所述飞控模块电连接。4.根据权利要求3所述的十字型共轴倾转旋翼两栖无人机，其特征在于，所述固定旋翼结构包括对称设置的第三固定旋翼结构子结构和第四固定旋翼结构子结构；所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨嘉鹏，邓一晖，谢礼杰，郭皓天，郑宗楷，鲁仁全，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44