一种陆空两栖多旋翼无人机的制作方法

1.本发明涉及无人机领域，特别涉及一种陆空两栖多旋翼无人机。


背景技术：

2.无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“uav”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的飞行器，或者由机载计算机完全地或间歇地自主地操作。无人机目前应用领域广泛，在军用和民用等方面均有普遍应用。军用方面，无人机分为侦察机和靶机。民用方面，无人机目前在航拍、农业、植保、微型自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检、影视拍摄等方面有广泛的应用。
3.传统无人机只能实现天空飞行，而实际运用中，这种无人机局限性非常强。在现实生活中，对于许多工作都要求无人机频繁完成陆空作业过渡，例如侦察无人机有时需要躲避空中雷达探测，此时需要无人机能够降落到地面上，再以无人车的模式进行移动，但是现有技术中的多旋翼无人机不具有在地面上移动的能力，并且频繁地进行陆空转换也使得无人机受到更多的地面冲击，因此对无人机的脚架及其减震系统提出更高的要求。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的多旋翼无人机不具有地面移动能力以及频繁的起降对无人机造成的冲击力的问题，本发明的目的在于提供一种陆空两栖多旋翼无人机。
5.为实现上述目的，本发明的技术方案为：
6.一种陆空两栖多旋翼无人机，包括以层叠状固定连接的上机身和下机身；所述上机身的侧面安装有至少两对机臂，成对布置的两个所述机臂关于所述上机身的中轴线对称；所述机臂的臂梢处均可转动连接有倾转底座，所述机臂与所述倾转底座之间还连接有用于驱动所述倾转底座旋转的舵机，所述倾转底座的转动轴线水平且垂直于所述上机身的中轴线，所述倾转底座上均固定安装有涵道螺旋桨，所述涵道螺旋桨的轴线垂直于所述倾转底座的转动轴线；所述下机身的侧面安装有至少两对脚架，所述脚架的底端均安装有滚轮，且成对布置的两个所述脚架关于所述下机身的中轴线对称布置；其中，所述脚架由弹性可变形材料制造，且成对布置的两个所述脚架之间还连接有复合式弹簧减震装置。
7.优选的，所述复合式弹簧减震装置包括四段弹簧，所述四段弹簧的一端分别固定在成对布置的两个所述脚架的上部和下部，所述四个弹簧的另一端联结固定在同一圆环上。
8.优选的，所述复合式弹簧减震装置呈x型。
9.优选的，所述脚架的上部和下部均固定有半圆环，所述弹簧通过所述半圆环与所述脚架固定连接。
10.优选的，所述涵道螺旋桨包括涵道外壳、支架、电机和桨叶；其中，所述涵道外壳固定安装在所述倾转底座上，所述支架固定安装在所述涵道外壳的内部，所述电机固定连接在所述支架上且所述电机的输出轴与所述涵道外壳同轴，所述桨叶固定安装在所述电机的
输出轴上。
11.优选的，所述舵机安装在所述机臂的内部，所述倾转底座上安装有固定轴，所述固定轴与所述机臂可转动连接，且所述固定轴伸入到所述机臂内部的一端与所述舵机的输出轴机械连接。
12.优选的，所述脚架呈杆状，且成对布置的两个所述脚架之间具有一夹角。
13.优选的，所述机臂包括倾斜段和水平段，所述倾斜段的根部固定安装在所述上机身的侧壁上，且所述倾斜段从根部到梢部向上倾斜；所述水平段呈水平状布置，所述水平段的根部固定连接在所述倾斜段的梢部，所述倾转底座连接在所述水平段的梢部。
14.优选的，所述倾斜段的根部固定连接有固定块，所述固定块可拆卸固定连接在所述上机身的侧壁上。
15.优选的，所述机臂以及所述脚架均为四个，且所述上机身的中轴线与所述下机身的中轴线互相平行。
16.采用上述技术方案，由于倾转底座、舵机、涵道螺旋桨以及脚架上安装的滚轮的设置，使得通过舵机带动倾转底座后即可改变涵道螺旋桨的角度，进而使得当涵道螺旋桨的轴线竖直时可以保证无人机的空中飞行状态，而当涵道螺旋桨水平时则可以保证无人机在地面移动时的水平推力需求；又由于弹性可变形材料制造的脚架以及复合式弹簧减震装置的设置，使得无人机降落时，地面的冲击力会部分地转化为脚架的弹性变形，再由复合式弹簧减震装置对脚架的弹性变形进行进一步的减震，从而对冲击力进行缓冲和衰减，保护机载电子设备。
附图说明
17.图1为本发明的无人机空中飞行时的主视图；
18.图2为本发明的无人机空中飞行时的侧视图；
19.图3为本发明的无人机地面滑行时的主视图；
20.图4为本发明的无人机地面滑行时的侧视图。
21.图中:1
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上机身、2
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下机身、3
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机臂、31
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倾斜段、32
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水平段、33
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固定块、4
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倾转底座、5
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涵道螺旋桨、51
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涵道外壳、52
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支架、53
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电机、54
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桨叶、6
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脚架、7
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滚轮、8
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复合式弹簧减震装置、81
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弹簧、82
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圆环、83
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半圆环。
具体实施方式
22.下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
23.需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示对本发明结构的说明，仅是为了便于描述本发明的简便，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
24.对于本技术方案中的“第一”和“第二”，仅为对相同或相似结构，或者起相似功能的对应结构的称谓区分，不是对这些结构重要性的排列，也没有排序、或比较大小、或其他
含义。
25.另外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，连接可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个结构内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据本发明的总体思路，联系本方案上下文具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
26.一种陆空两栖多旋翼无人机，如图1
‑
4所示，包括以层叠状固定连接的上机身1和下机身2，例如上机身1与下机身2通过螺栓可拆卸连接。
27.上机身1的侧面安装有至少两对机臂3，成对布置的两个机臂3关于上机身1的中轴线对称，其中机臂3安装在上机身1的左侧以及右侧，上述的中轴线指的是上机身1前后方向的轴线。例如本实施例中，机臂3共布置有四个，四个机臂3分为两对，两对机臂3沿上机身1的前后方向间隔布置，并且两对机臂3对称地布置在上机身1前部和后部。
28.其中，机臂3的臂梢处均可转动连接有倾转底座4，另外，机臂3与倾转底座4之间还连接有用于驱动该倾转底座4旋转的舵机(图中未示出)。并且，配置倾转底座4的转动轴线水平且该转动轴线垂直于上机身1的中轴线。具体而言，倾转底座4上固定连接有一个固定轴固定连接，该固定轴上安装有轴承，而机臂3的臂梢处设置有轴承座以便于固定轴的安装，从而使得倾转底座4与机臂3实现可转动连接。同时，该固定轴伸入到机臂3内部的一端与舵机的输出轴机械连接，例如联轴器。或者在另一个实施例中，还可以省略上述的固定轴，而是使舵机的输出轴直接从机臂3的内部伸出，再与倾转底座4固定连接即可。
29.其中，倾转底座4上均固定安装有涵道螺旋桨5，涵道螺旋桨5的轴线垂直于倾转底座4的转动轴线。本实施例中，配置涵道螺旋桨5包括涵道外壳51、支架52、电机53和桨叶54。其中，涵道外壳51为两端敞开的圆柱筒型壳状结构，该涵道外壳51的外壁固定安装在倾转底座4上；支架52呈辐条状，该支架52固定安装在涵道外壳51的内部；电机53则固定连接在支架52上，并且电机53的输出轴与涵道外壳51同轴；而桨叶54则固定安装在电机53的输出轴上。如此设置，涵道螺旋桨5相比于孤立的螺旋桨具有更高的气动效率，且具有气动噪声低、安全性高等优点。
30.其中，下机身2的侧面安装有至少两对脚架6，脚架6的底端均安装有滚轮7，且成对布置的两个脚架6关于下机身2的中轴线对称布置，脚架6具体是安装在下机身2的左侧以及右侧，下机身2的中轴线指的是下机身2前后方向的轴线，并优选上机身1的中轴线与下机身2的中轴线互相平行。本实施例中，脚架6共布置有四个，四个脚架6分为两对，两对脚架6沿下机身2的前后方向间隔布置，并且两对脚架6对称地布置在下机身2前部和后部。其中，本实施例中，脚架6由弹性可变形材料制造，且成对布置的两个脚架6之间还连接有复合式弹簧减震装置8。
31.本实施例中，复合式弹簧减震装置8包括四段弹簧81，四段弹簧81的一端分别固定在成对布置的两个脚架6的上部和下部，而四个弹簧81的另一端联结固定在同一圆环82上。其中，复合式弹簧减震装置8整体呈x型；另外，复合式弹簧减震装置8还包括四个半圆环83，成对布置的两个脚架6的上部和下部均固定有半圆环83，从而使得四段弹簧81分别通过四个半圆环93与对应脚架6的上部或者下部固定连接。使用时，当脚架6因为地面的冲击而发生变形时，复合式弹簧减震装置8中的弹簧81发生拉伸或者压缩，从而使得脚架6的变形传
递到弹簧81上，圆环82也发生位移，此时即可通过四个弹簧81的变形而对脚架6的变形进行缓冲。
32.本实施例通过倾转底座4以及舵机的设置，使得通过舵机带动倾转底座4转动，即可控制涵道螺旋桨5的朝向，例如当涵道螺旋桨5的轴线处于竖直状态时，其产生的是升力，从而使无人机可垂直起降以及空中飞行；当涵道螺旋桨5的轴线处于水平状态时，其产生的是水平推力，从而使无人机可在地面上滑行；当涵道螺旋桨5的轴线为介于水平与竖直之间的状态时，其既产生升力又产生水平推力，从而可使无人机在水平航行与垂直起降之间进行切换。可以理解的是，无人机在地面上滑行时，只需要有其中的一对机臂3上(例如位于上机身1后方的一对机臂3)的涵道螺旋桨5进行角度偏转即可。
33.本实施例通过具有弹性可变形能力的脚架6以及复合式弹簧减震装置8的设置，使得无人机降落时，地面的冲击力会部分地转化为脚架6的弹性变形，再由复合式弹簧减震装置8对脚架6的弹性变形进行进一步的减震，从而对冲击力进行缓冲和衰减，保护机载电子设备。
34.本实施例中，配置脚架6呈杆状，且成对布置的两个脚架6之间具有一夹角，即脚架6相对于下机身2倾斜布置，以便于脚架6能够更好的受冲击而变形。
35.本实施例中，机臂3整体呈长条状结构，且机臂3的伸展方向垂直于上机身1的中轴线，机臂3具体包括倾斜段31和水平段32，倾斜段31的根部固定安装在上机身1的侧壁上，且倾斜段31从根部到梢部向上倾斜；水平段32呈水平状布置，水平段32的根部固定连接在倾斜段31的梢部，上述的倾转底座4则连接在水平段32的梢部。并且，倾斜段31的根部固定连接有固定块33，固定块33通过螺栓或者螺钉可拆卸固定连接在上机身1的侧壁上，以便于快速的拆卸和更换机臂3。如此设置，通过倾斜机臂3即可使涵道螺旋桨5的位置抬高，从而防止涵道螺旋桨5使用时擦碰底面。
36.以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。