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专利名称 | 一种陆空两域无人机 |
申请号 | CN202022941688.7 | 申请日期 | 2020-12-10 |
法律状态 | 授权 | 申报国家 | 中国 |
公开/公告日 | | 公开/公告号 | |
优先权 | 暂无 | 优先权号 | 暂无 |
主分类号 | B64C27/08 | IPC分类号 | B;6;4;C;2;7;/;0;8;;;B;6;4;C;2;5;/;1;0查看分类表>
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申请人 | 北京理工大学重庆创新中心;北京理工大学 | 申请人地址 | 重庆市渝北区龙兴镇曙光路9号9幢
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专利地址、主体等相关变化,请及时变更,防止失效 |
权利人 | 北京理工大学重庆创新中心,北京理工大学 | 当前权利人 | 北京理工大学重庆创新中心,北京理工大学 |
发明人 | 钱代维;樊伟;徐彬;刘春桃 |
代理机构 | 成都九鼎天元知识产权代理有限公司 | 代理人 | 曹洋苛 |
摘要
本实用新型公开了一种陆空两域无人机,涉及无人飞机技术领域。包括机身,所述陆空两域无人机还包括布置在机身上方的至少两个螺旋桨和设置在机身下方的至少三个轮腿,所述轮腿包括上部轮腿和下部轮腿,各上部轮腿上端分别连接在机身上转动展开,各下部轮腿上端分别与上部轮腿下端连接,各下部轮腿能沿上部轮腿的长度方向靠近机身收缩贴合,并能沿上部轮腿的长度方向远离机身旋转展伸开,且各下部轮腿从机身的中心呈辐射状向外展开。轮腿的结构采用轻量化设计的方案,轮腿采用两侧板材结构,在中间形成镂空,板材的一端底部连接。使得空间体积控制在合理范围内,耗电小,成本低,续航能力适中,以此提高整个陆空两域无人机的适用领域。
1.一种陆空两域无人机,包括机身(6),其特征在于,所述陆空两域无人机还包括布置
在机身(6)上方的至少两个螺旋桨(1)和设置在机身(6)下方的至少三个轮腿,所述轮腿包
括上部轮腿(2)和下部轮腿(3),各上部轮腿(2)上端分别连接在机身(6)上转动展开,各下
部轮腿(3)上端分别与上部轮腿(2)下端连接,各下部轮腿(3)能沿上部轮腿(2)的长度方向
靠近机身(6)收缩贴合,并能沿上部轮腿(2)的长度方向远离机身(6)旋转展伸开,且各下部
轮腿(3)从机身(6)的中心呈辐射状向外展开。
2.根据权利要求1所述的一种陆空两域无人机,其特征在于,所述上部轮腿(2)包括平
行相对设置的两块板材,上部轮腿(2)上端通过第一连接件(8)与机身连接并能绕第一连接
件(8)旋转展开,下端通过第二连接件(7)与下部轮腿(3)连接并能绕第二连接件(7)旋转展
开。
3.根据权利要求2所述的一种陆空两域无人机,其特征在于,所述下部轮腿(3)包括平
行设置的两块板材,下部轮腿(3)的板材上端的两个内侧面分别贴在上部轮腿(2)的板材下
端的两个外侧面,第二连接件(7)穿过上部轮腿(2)下端和下部轮腿(3)上端形成上部轮腿
(2)和下部轮腿(3)转动连接关系。
4.根据权利要求3所述的一种陆空两域无人机,其特征在于,所述下部轮腿(3)的两块
板材的下端通过横向设置的连接板连接,连接板上安装转向轮(4),所述转向轮(4)活动连
接在下部轮腿(3)下端。
5.根据权利要求4所述的一种陆空两域无人机,其特征在于,所述陆空两域无人机还包
括呈U形的卡接件,卡接件包括上部连接板和垂直于上部连接板设置的两块板材;第三连接
件(9)穿过所述转向轮(4)的中心连接在两块板材上,上部连接板与下部轮腿(3)的连接板
连接。
6.根据权利要求5所述的一种陆空两域无人机,其特征在于,所述上部连接板中部设置
连接小孔,第四连接件(10)穿过上部连接板和下部轮腿(3)的连接板能转动地连接。
7.根据权利要求1至6任一项所述的一种陆空两域无人机,其特征在于,所述机身(6)包
括中心部、以及设置在所述中心部周围且向外周呈辐射状延伸的机臂,所述机臂的截面形
状向外逐渐收缩,相邻机臂在靠近所述中心部的交接处形成弧形过渡。
8.根据权利要求1所述的一种陆空两域无人机,其特征在于,所述机身(6)上表面光滑,
机身(6)的下表面开设凹槽,用于容纳收缩后的轮腿。
9.根据权利要求7所述的一种陆空两域无人机,其特征在于,在所述机身(6)的上表面
且在所述机臂的外端设置螺旋桨(1),机身(6)中部设置备用螺旋桨(5),相邻的所述螺旋桨
(1)之间间隔距离为一个螺旋桨的桨叶直径。
10.根据权利要求7所述的一种陆空两域无人机,其特征在于,所述上部轮腿(2)和下部
轮腿(3)连接的第二连接件(7)上设置限位凹槽,限位凹槽的侧壁上设置多个齿槽,下部轮
腿(3)展开时能卡止在不同的所述齿槽上,整个轮腿能伸展成不同的高度。
一种陆空两域无人机\n技术领域\n[0001] 本实用新型公开了一种陆空两域无人机,涉及无人飞机技术领域。\n背景技术\n[0002] 近年来,无人飞机技术的发展突飞猛进。与有人驾驶飞机相比,无人机往往更适合\n一些特殊任务,这些任务对于人为操作来说相对危险或者困难。目前在航拍、农业、灾难救\n援等等各个方面的领域都有广泛应用。\n[0003] 现有的旋翼式无人飞机虽然具有明显的优势:不需要起飞降落的跑道,起降场地\n限制低要求小,能够在空中悬停,速度相对稳定,能往各个方向灵活转向飞行。但是同时也\n有明显的缺点:飞行稳定性一般,航程较短,滞空时间较短,任务载荷较小等等;现有的固定\n翼式无人飞机虽然具有明显优势:飞行稳定,滞空时间长,航程远,飞行高度高。但是同时也\n有明显的缺点:需要起飞降落的跑道,起降场地受限制;速度过于快,导致灵活性较差;现有\n的陆空两栖无人飞机虽然具有明显的优势:可同时执行多种任务,如事故救援,森林防火,\n运输紧急药物。但是同时也有明显的缺点:空间体积大,耗电大,成本高,续航能力弱等。\n[0004] 因此为了实现对传统无人飞机的优化和完善,保持并发扬传统无人飞机的优势,\n弥补并克服传统无人飞机的劣势,有必要在传统无人飞机的基础上,将其转型设计成陆空\n两栖的多域无人飞机车。本申请拟针对现有的陆空两栖无人飞机的缺点,考虑将陆地行走\n机构设计成可折叠收缩形式的轮腿,使整个无人机的质量体积都控制在合理的范围内,以\n便更好地执行人为操作相对危险、困难的任务。\n实用新型内容\n[0005] 为了解决上述问题,本实用新型公开了一种陆空两域无人机,与现有的一般形式\n的陆空两栖多域无人飞机相比,在空间结构上能实现陆地行走机构的折叠收缩,克服了现\n有技术的缺点,机动灵活性更高。\n[0006] 本实用新型采用的技术方案如下:\n[0007] 本实用新型公开了一种陆空两域无人机,包括机身,所述陆空两栖无人飞机还包\n括布置在机身上方的至少两个螺旋桨和设置在机身下方的至少三个轮腿,所述轮腿包括上\n部轮腿和下部轮腿,各上部轮腿上端分别连接在机身上转动展开,各下部轮腿上端分别与\n上部轮腿下端连接,各下部轮腿能沿上部轮腿的长度方向靠近机身收缩贴合,并能沿上部\n轮腿的长度方向远离机身旋转展伸开,且各下部轮腿从机身的中心呈辐射状向外展开。\n[0008] 进一步地,所述上部轮腿包括平行相对设置的两块板材,上部轮腿上端通过第一\n连接件与机身连接并能绕第一连接件旋转展开,下端通过第二连接件与下部轮腿连接并能\n绕第二连接件旋转展开。\n[0009] 进一步地,所述下部轮腿包括平行设置的两块板材,下部轮腿的板材上端的两个\n内侧面分别贴在上部轮腿的板材下端的两个外侧面,第二连接件穿过上部轮腿下端和下部\n轮腿上端形成上部轮腿和下部轮腿转动连接关系。\n[0010] 进一步地,轮腿的结构采用轻量化设计,上部轮腿和下部轮腿的结构类似,均包括\n平行设置的两块板材,形成U型截面,板材中间采用拓扑优化的设计理念,在保证足够强度\n的条件下,将板材部分材料镂空。\n[0011] 进一步地,上部轮腿和下部轮腿连接后,上部轮腿和下部轮腿都能延交接处的连\n接件旋转展开,所以轮腿可折叠后收缩在机身下部形成的凹槽中,使整体机构占用的空间\n体积限定在一定范围内;同时轮腿可展开幅度大,展开后的轮腿高度高,可以涉水行走;\n[0012] 进一步地,所述下部轮腿的两块板材的下端通过横向设置的连接板连接,连接板\n上安装转向轮,所述转向轮活动连接在下部轮腿下端。\n[0013] 进一步地,所述陆空两域无人机还包括呈U形的卡接件,卡接件包括上部连接板和\n垂直于上部连接板设置的两块板材;第三连接件穿过所述转向轮的中心连接在两块板材\n上,上部连接板与下部轮腿的连接板连接;所述上部连接板中部设置连接小孔,第四连接件\n穿过上部连接板和下部轮腿的连接板能转动地连接。\n[0014] 进一步地,所述机身包括中心部、以及设置在所述中心部周围且向外周呈辐射状\n延伸的机臂,所述机臂的截面形状向外逐渐收缩,相邻机臂在靠近所述中心部的交接处形\n成弧形过渡;机身上表面光滑,机身的下表面开设凹槽,用于容纳收缩后的轮腿。\n[0015] 进一步地,机身的上表面且在所述机臂的外端设置螺旋桨,机身中部设置备用螺\n旋桨,相邻的所述螺旋桨之间间隔距离为一个螺旋桨的桨叶直径,以此距离产生最佳上升\n的气流。\n[0016] 进一步地,端部螺旋桨动力不足时,可启动中部备用螺旋桨提供动力。\n[0017] 进一步地,所述上部轮腿和下部轮腿连接的第二连接件上设置限位凹槽,限位凹\n槽的侧壁上设置多个齿槽,下部轮腿展开时能卡止在不同的所述齿槽上,整个轮腿能伸展\n成不同的高度,以适应于不同高度情况的地面移动。\n[0018] 本实用新型的技术效果如下:\n[0019] 本实用新型提供了一种陆空两域无人机,在空间结构上能实现陆地行走机构的折\n叠收缩,轮腿收缩后可放置在机身凹槽内,减少占用空间体积,便于无人机飞行状态使用,\n伸展开后轮腿形成不同高度,可用于不同陆地状况移动;轮腿的结构采用轻量化设计的方\n案,轮腿采用两侧板材结构,在中间形成镂空,板材的一端底部连接,使得空间体积控制在\n合理范围内,耗电小,成本低,续航能力适中,以此提高整个陆空两栖无人飞机的适用领域。\n[0020] 具体如下:\n[0021] 1.本申请不仅能在空中飞行,还能通过折叠式的轮腿在陆地上行走,甚至可以涉\n水,涉水深度取决于轮腿伸展长度。\n[0022] 2.本申请的轮腿折叠后,使整体结构占用的空间体积限定在预定范围内。\n[0023] 3.本申请减薄机身,耗电小,成本低,续航能力适中。\n[0024] 4.本申请的轮腿能够适应复杂地形,能投入到对人为操作来说相对危险或者困难\n的特殊任务中。\n附图说明\n[0025] 图1是新型陆空两域无人机(含可折叠收缩轮腿)的仰视示意图;\n[0026] 图2是新型陆空两域无人机的收缩轮腿在折叠状态的侧面示意图;\n[0027] 图3是新型陆空两域无人机的收缩轮腿在展开状态的三维示意图;\n[0028] 图4是新型陆空两域无人机的轮腿上部的立体示意图、侧视示意图;\n[0029] 图5是新型陆空两域无人机的轮腿下部的立体示意图;\n[0030] 图6是新型陆空两域无人机的机身的立体示意图;\n[0031] 图7是新型陆空两域无人机的机身的侧视示意图;\n[0032] 图8是新型陆空两域无人机的机身的仰视示意图;\n[0033] 图9是新型陆空两域无人机的螺旋桨的立体示意图;\n[0034] 图10是新型陆空两域无人机的螺旋桨的主视示意图;\n[0035] 图11是新型陆空两域无人机装配下部转向轮立体示意图三维制图;\n[0036] 图12是新型陆空两域无人机装配下部转向轮侧视示意图;\n[0037] 图中标记:1‑螺旋桨;2‑上部轮腿;3‑下部轮腿;4‑转向轮;5‑备用螺旋桨;6‑机身; \n7‑第二连接件,8‑第一连接件,9‑第三连接件,10‑第四连接件。\n具体实施方式\n[0038] 下面结合附图,对本实用新型作详细的说明。\n[0039] 为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施\n例,对本实用新型进行进一步详细说明。\n[0040] 本实施例中,所采用的数据为优选方案,但并不用于限制本实用新型。\n[0041] 实施例1\n[0042] 如图1‑12所示,本实施例提供了一种陆空两域无人机,包括机身6,所述陆空两域\n无人机还包括布置在机身6上方的至少两个螺旋桨1和设置在机身6下方的至少三个轮腿,\n优选地,在机身6上方设置四个螺旋桨1,在机身6下方设置3个轮腿;所述轮腿包括上部轮腿\n2和下部轮腿3,各上部轮腿2上端分别连接在机身6上转动展开,各下部轮腿3上端分别与上\n部轮腿2下端连接,各下部轮腿3能沿上部轮腿2的长度方向靠近机身6收缩贴合,并能沿上\n部轮腿2的长度方向远离机身6旋转展伸开,且各下部轮腿2从机身6的中心呈辐射状向外展\n开。\n[0043] 本实施例中,所述上部轮腿2包括平行相对设置的两块板材,上部轮腿2上端通过\n第一连接件8与机身6连接并能绕第一连接件8旋转展开,下端通过第二连接件7与下部轮腿\n3连接并能绕第二连接件7旋转展开;下部轮腿3包括平行设置的两块板材,下部轮腿3 的板\n材上端的两个内侧面分别贴在上部轮腿2的板材下端的两个外侧面,第二连接件7穿过上部\n轮腿2下端和下部轮腿3上端形成上部轮腿2和下部轮腿3转动连接关系;轮腿折叠后,使整\n体结构占用的空间体积限定在预定范围内。\n[0044] 本实施例中,上部轮腿2和下部轮腿3连接后,上部轮腿2和下部轮腿3都能延交接\n处的连接件旋转展开,所以轮腿可折叠后收缩在机身6下部形成的凹槽中,使整体机构占用\n的空间体积限定在一定范围内;同时轮腿可展开幅度大,展开后的轮腿高度高,可以涉水行\n走。\n[0045] 本实施例中,当无人飞机飞行状态下,陆地行走的轮腿机构收缩折叠起来,使得空\n间体积控制在合理范围内,以此提高整个陆空两栖无人飞机的适用领域;当无人飞机着陆\n以后,陆地行走的轮腿机构伸展打开,无人飞机变为无人机车,可以大大提升无人机车的续\n航能力,且在陆地行走期间耗电小,成本低。\n[0046] 本实施例中,轮腿的结构采用轻量化设计,上部轮腿2和下部轮腿3的结构类似,均\n包括平行设置的两块板材,形成U型截面,板材中间采用拓扑优化的设计理念,在保证足够\n强度的条件下,将板材部分材料镂空,轮腿的轻量化设计,使无人机整体重量减轻,减轻轮\n腿收缩后飞行状态下无人机的重量负担。\n[0047] 本实施例中,上部轮腿2和下部轮腿3连接的第二连接件7上设置限位凹槽,限位凹\n槽的侧壁上设置多个齿槽,下部轮腿3展开时能卡止在不同的所述齿槽上,整个轮腿能伸展\n成不同的高度。\n[0048] 所述限位凹槽设置至少3个槽位,通过凹槽设计,轮腿展开后可增强轮腿站立的稳\n定性,以3个槽位为例,可形成3轮腿3种不同高度模式;\n[0049] 在第一槽位点卡接后,轮腿直立机身高度最高,可适应于涉水环境的行驶工作;\n[0050] 在第二槽位点卡接后,轮腿处于正常高度,用于陆地正常行走;\n[0051] 在第三槽位点卡接后,轮腿展开机身高度最低,可应用于通过有高度限制的环境\n工作。\n[0052] 实施例2\n[0053] 本实施例提供了一种陆空两域无人机,在实施例1的基础上,所述下部轮腿3平行\n设置的两块板材下端通过横向设置的连接板连接,连接板上安装转向轮4,转向轮4活动连\n接在下部轮腿3下端。\n[0054] 本实施例中,所述陆空两域无人机还包括呈U形的卡接件,卡接件包括上部连接板\n和垂直于上部连接板设置的两块板材;第三连接件9穿过所述转向轮4的中心连接在两块板\n材上,上部连接板与下部轮腿3的连接板连接;所述上部连接板中部设置连接小孔,第四连\n接件10穿过上部连接板和下部轮腿3的连接板能转动地连接。\n[0055] 本实施例中,所述第四连接件10活动端设置在在转向轮4U形的卡接件内,活动端\n可在卡接件连接板平面方向自由转动,实现本申请陆地行走时的多向移动。\n[0056] 实施例3\n[0057] 如图1‑12所示,本实施例提供了一种陆空两域无人机,包括机身6和轮腿,轮腿由\n上部轮腿2和下部轮腿3组成,通过下部轮腿3下端设置的转向轮4可实现无人机陆地行走时\n的多向移动。\n[0058] 本实施例中,所述机身6包括中心部、以及设置在所述中心部周围且向外周呈辐射\n状延伸的机臂,所述机臂的截面形状向外逐渐收缩,相邻机臂在靠近所述中心部的交接处\n形成弧形过渡;机身上表面光滑,机身的下表面开设凹槽,用于容纳收缩后的轮腿;进一步\n地,所述机身6结构对称均匀设置,机身6机构的弧形过渡形成气流上升通道,保证飞行过程\n中机身的稳定性。\n[0059] 本实施例中,机身6上方设计成光滑平面的机身上表面,机身6外沿向下垂直凸起\n形成盒体结构,将多余的材料切除,剩余壁厚为整机高度的四分之一,以便留出多余的空间\n来放置折叠收缩后的陆地行走机构。\n[0060] 本实施例中,机身6的上表面且在所述机臂的外端设置螺旋桨1,机身6中部设置备\n用螺旋桨5,相邻的所述螺旋桨1之间间隔距离为一个螺旋桨1的桨叶直径,以此距离产生最\n佳上升的气流。\n[0061] 优选地,机身6上表面的螺旋桨1高度、机身6高度为整机高度的四分之一。\n[0062] 以上所述仅是本实用新型的优选实施方式,并不用以限制本实用新型,凡在本实\n用新型的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型的\n保护范围之内。
引用专利(该专利引用了哪些专利)
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被引用专利(该专利被哪些专利引用)
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