一种跨介质无人机的推进器

本技术涉及跨介质无人机，特别是涉及一种跨介质无人机的推进器。

背景技术：

1、潜空跨介质无人机是一种能够在空气和水体两种介质中自由航行，并实现跨介质平稳过渡的无人系统平台。该类无人机在军事侦察、环境监测、海洋勘探等领域具有广阔的应用前景。

2、由于空气与水在密度、粘性等物理特性上存在显著差异，跨介质飞行器的设计必须兼顾空中飞行与水下航行的双重性能需求。尤其在推进系统方面，其工作特性在不同介质中表现出本质区别：在空气中，推进系统通常需要小扭矩、高转速输出以实现高效飞行；而在水下，则要求大扭矩、低转速运行以克服流体阻力并提供足够的推力。这一矛盾使得单一推进系统难以在两种介质中均保持高效运行，成为跨介质无人机设计中的关键技术难题。

3、目前，针对上述问题的主要解决方案可分为两类，但各自存在一定局限性：

4、多套动力源方案：通过分别配置适用于空中和水下的独立推进系统(如空中使用螺旋桨，水下采用推进器)，可在各自介质中实现较优性能。然而，该方案导致结构冗余、整机重量增加、系统复杂度上升以及制造成本提高，不利于系统的轻量化与集成化发展。

5、单套动力桨结合机械切换机构：采用一套共用桨叶，配合离合器、变速装置等机械传动结构，在不同介质中切换工作模式。此类设计虽在一定程度上实现了结构紧凑化，但由于桨叶的气动/水动外形难以同时满足高空转速与水下大扭矩的需求，往往在某一介质中出现推进效率下降的问题，存在明显的性能妥协。

6、现有技术中，授权公开号为cn109649618 a的一体化水空两用推进器提出了一种双电机协同工作的设计方案，其运行模式根据所处介质分为两种：

7、空中推进模式：在空气中运行时，仅启动高速电机，低速电机处于闲置状态。高速电机直接驱动螺旋桨高速旋转，以涵道风扇形式实现高转速、小扭矩输出，满足空中飞行的动力需求；

8、水下推进模式：进入水下环境后，低速电机启动，通过超越离合器带动高速电机及螺旋桨低速运转，形成导管桨结构，实现低转速、大扭矩推进，保障水下稳定行进。

9、尽管该方案实现了推进参数的可调性，具备一定的跨介质适应能力，但仍存在明显不足：一方面，双电机配置增加了结构复杂性和整机重量，提高了制造与维护成本；另一方面，涵道风扇结构在水下环境中流体适应性较差，难以充分发挥推进效率，限制了整体性能的提升。

10、因此，如何利用较少的动力源，实现空中与水下两种工况下的高效、可靠、自动切换的推进功能，并保证良好的密封性和结构紧凑性，是目前跨介质无人机的推进器亟需解决的问题。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种跨介质无人机的推进器，该推进器仅采用一套动力源，通过切换机械传动结构，适应空中与水下不同的工作环境。

2、为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种跨介质无人机的推进器，包括：

3、双输出轴电机，具有第一输出轴和第二输出轴；

4、第一单向轴承，具有第一内圈和第一外圈，所述第一内圈与所述第一输出轴固定连接；

5、第一防水外壳，内壁与所述第一外圈固定连接；

6、空中螺旋桨，固定连接于所述第一防水外壳的远离所述双输出轴电机的一侧；

7、第二单向轴承，与所述第一单向轴承的锁止方向相反，具有第二内圈和第二外圈，所述第二内圈与所述第二输出轴固定连接；

8、第二防水外壳，与所述双输出轴电机的外壳固定连接，罩设于所述第二单向轴承外侧；

9、第一传动轴，第一端与所述第二外圈连接，第二端与所述第二防水外壳转动连接；

10、水下螺旋桨，与所述第一传动轴的第二端固定连接。

11、优选地，所述跨介质无人机的推进器还包括第一联轴器以及第一卡簧，所述第一联轴器的第一端设有第一轴孔，所述第一输出轴固定连接于所述第一轴孔内；所述第一联轴器的第二端设有第一卡簧槽、第一轴肩以及第一限位键，所述第一卡簧安装于所述第一卡簧槽；所述第一内圈的轴向两端分别抵接所述第一卡簧和所述第一轴肩；所述第一限位键与所述第一内圈上的键槽配合，以限制所述第一内圈的周向位置。

12、优选地，所述跨介质无人机的推进器还包括第二卡簧，所述第一防水外壳包括：

13、第一顶盖，整体为圆形，所述空中螺旋桨固定连接于所述第一顶盖的顶面；

14、第一侧壁，整体为圆筒形，由所述第一顶盖的边缘朝下延伸形成，内壁与所述第一外圈固定连接，所述第一侧壁的内侧设有第二卡簧槽和第二轴肩，所述第二卡簧安装于所述第二卡簧槽，所述第一外圈的轴向两端分别抵接所述第二卡簧槽和所述第二轴肩。

15、优选地，所述跨介质无人机的推进器还包括第一密封件，所述第一密封件设置在所述第一联轴器的外周面和所述第一侧壁之间，用于防止外部流体进入所述第一防水外壳内部。

16、优选地，所述跨介质无人机的推进器还包括第二传动轴、第三卡簧以及第二联轴器，所述第二传动轴设有第三卡簧槽、第三轴肩以及第三限位键，所述第三卡簧安装于所述第三卡簧槽，所述第二内圈的轴向两端分别抵接所述第三卡簧和所述第三轴肩，所述第三限位键与所述第二内圈上的键槽配合，以限制所述第二内圈的周向位置，所述第二联轴器连接在所述第二输出轴和所述第二传动轴之间。

17、优选地，所述跨介质无人机的推进器还包括电机托盘，所述电机托盘设有供所述第二输出轴穿过的通孔，所述电机托盘的第一端与所述双输出轴电机固定连接，所述电机托盘的第二端与所述第二防水外壳固定连接。

18、优选地，所述跨介质无人机的推进器还包括轴承外壳、第四卡簧以及第四限位键，所述轴承外壳整体为圆筒形，所述轴承外壳的内壁与所述第二外圈固定连接，所述轴承外壳的内侧设有第四卡簧槽和第四轴肩，所述第四卡簧安装于所述第四卡簧槽，所述第二外圈的轴向两端分别抵接所述第四卡簧和所述第四轴肩，所述第四限位键与所述第二外圈上的键槽配合，以限制所述第二外圈的周向位置。

19、优选地，所述跨介质无人机的推进器还包括轴承端盖和减速器，所述轴承端盖固定连接于所述轴承外壳的轴向一端，所述减速器位于所述第二防水外壳内，所述减速器的输入轴固定连接于所述轴承端盖，以接收由所述第二外圈传递的扭矩，所述减速器的输出轴与所述第一传动轴的第一端连接。

20、优选地，所述跨介质无人机的推进器还包括第三联轴器，所述第三联轴器连接在所述第一传动轴和所述减速器的输出轴之间。

21、优选地，所述第二防水外壳整体为圆筒形，所述推进器还包括第二密封件和第三密封件，所述第二密封件设置在所述第二防水外壳在轴向上的第一端和所述第二输出轴之间，所述第三密封件设置在所述第二防水外壳在轴向上的第二端和所述第一传动轴之间。

22、如上所述，本实用新型的跨介质无人机的推进器仅采用一套动力源，通过切换机械传动结构，能够适应空中与水下不同的工作环境。

1.一种跨介质无人机的推进器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的跨介质无人机的推进器，其特征在于，所述跨介质无人机的推进器还包括第一联轴器以及第一卡簧，所述第一联轴器的第一端设有第一轴孔，所述第一输出轴固定连接于所述第一轴孔内；所述第一联轴器的第二端设有第一卡簧槽、第一轴肩以及第一限位键，所述第一卡簧安装于所述第一卡簧槽；所述第一内圈的轴向两端分别抵接所述第一卡簧和所述第一轴肩；所述第一限位键与所述第一内圈上的键槽配合，以限制所述第一内圈的周向位置。

3.根据权利要求2所述的跨介质无人机的推进器，其特征在于，所述跨介质无人机的推进器还包括第二卡簧，所述第一防水外壳包括：

4.根据权利要求3所述的跨介质无人机的推进器，其特征在于，所述跨介质无人机的推进器还包括第一密封件，所述第一密封件设置在所述第一联轴器的外周面和所述第一侧壁之间，用于防止外部流体进入所述第一防水外壳内部。

5.根据权利要求1所述的跨介质无人机的推进器，其特征在于，所述跨介质无人机的推进器还包括第二传动轴、第三卡簧以及第二联轴器，所述第二传动轴设有第三卡簧槽、第三轴肩以及第三限位键，所述第三卡簧安装于所述第三卡簧槽，所述第二内圈的轴向两端分别抵接所述第三卡簧和所述第三轴肩，所述第三限位键与所述第二内圈上的键槽配合，以限制所述第二内圈的周向位置，所述第二联轴器连接在所述第二输出轴和所述第二传动轴之间。

6.根据权利要求1所述的跨介质无人机的推进器，其特征在于，所述跨介质无人机的推进器还包括电机托盘，所述电机托盘设有供所述第二输出轴穿过的通孔，所述电机托盘的第一端与所述双输出轴电机固定连接，所述电机托盘的第二端与所述第二防水外壳固定连接。

7.根据权利要求1所述的跨介质无人机的推进器，其特征在于，所述跨介质无人机的推进器还包括轴承外壳、第四卡簧以及第四限位键，所述轴承外壳整体为圆筒形，所述轴承外壳的内壁与所述第二外圈固定连接，所述轴承外壳的内侧设有第四卡簧槽和第四轴肩，所述第四卡簧安装于所述第四卡簧槽，所述第二外圈的轴向两端分别抵接所述第四卡簧和所述第四轴肩，所述第四限位键与所述第二外圈上的键槽配合，以限制所述第二外圈的周向位置。

8.根据权利要求7所述的跨介质无人机的推进器，其特征在于，所述跨介质无人机的推进器还包括轴承端盖和减速器，所述轴承端盖固定连接于所述轴承外壳的轴向一端，所述减速器位于所述第二防水外壳内，所述减速器的输入轴固定连接于所述轴承端盖，以接收由所述第二外圈传递的扭矩，所述减速器的输出轴与所述第一传动轴的第一端连接。

9.根据权利要求8所述的跨介质无人机的推进器，其特征在于，所述跨介质无人机的推进器还包括第三联轴器，所述第三联轴器连接在所述第一传动轴和所述减速器的输出轴之间。

10.根据权利要求1所述的跨介质无人机的推进器，其特征在于，所述第二防水外壳整体为圆筒形，所述推进器还包括第二密封件和第三密封件，所述第二密封件设置在所述第二防水外壳在轴向上的第一端和所述第二输出轴之间，所述第三密封件设置在所述第二防水外壳在轴向上的第二端和所述第一传动轴之间。