水空两用无人探测装置

文档序号:27955 发布日期:2021-09-24 浏览:22次 >En<

阅读说明:本技术 水空两用无人探测装置 (Water-air dual-purpose unmanned detection device ) 是由 商园春 李云庆 于 2021-07-29 设计创作,主要内容包括:本发明提供一种水空两用无人探测装置,属于无人机领域,该装置包括无人机以及切换平台。其中,无人机具有机体、机臂、水用螺旋桨、空用螺旋桨、桨叶切换组件以及驱动装置,驱动装置通过桨叶切换组件分别与水用螺旋桨和空中螺旋桨连接,用于驱动水用螺旋桨和空用螺旋桨运动;切换平台与桨叶切换组件相配合用于对水用螺旋桨以及空用螺旋桨进行切换。本发明相较于采用空中螺旋桨作为水下推进装置而言,使用水用螺旋桨潜水工作,提高了推进效率和推进性能。相较于具有空中螺旋桨和水用螺旋桨的两栖无人机而言,降低了结构重量。本发明中的桨叶切换组件结构简易,便于安装与操控。(The invention provides a water-air dual-purpose unmanned detection device, which belongs to the field of unmanned aerial vehicles and comprises an unmanned aerial vehicle and a switching platform. The unmanned machine comprises a machine body, a machine arm, a water propeller, an air propeller, a blade switching assembly and a driving device, wherein the driving device is respectively connected with the water propeller and the air propeller through the blade switching assembly and is used for driving the water propeller and the air propeller to move; the switching platform is used for switching the marine propeller and the air propeller by being matched with the blade switching assembly. Compared with the underwater propelling device adopting the aerial propeller, the underwater propeller disclosed by the invention can be used for diving, so that the propelling efficiency and the propelling performance are improved. Compared with an amphibious unmanned aerial vehicle with an aerial propeller and a marine propeller, the amphibious unmanned aerial vehicle has the advantage that the structural weight is reduced. The paddle switching component is simple in structure and convenient to install and control.)

水空两用无人探测装置

技术领域

本发明属于无人机领域,具体涉及一种水空两用无人探测装置。

背景技术

近年来,随着无人技术的快速发展,其在空中及水中探测领域备受关注。现有的空中探测设备多运用无人飞行器,水中探测多使用无人船和水下机器人等。采用截然不同的两种设备完成水空探测作业,成本造价高,作业范围小。一些专利研究中,将具有防水效果的四旋翼无人机直接运用至水中探测,然而,空气和水属于不同的流体介质,空气螺旋桨运用至水中,螺旋桨的工作效率及性能受到影响。专利文献CN206914633U中提出将四旋翼无人机电机的两端输出轴分别连接无人机旋翼和船用螺旋桨,当无人机在空中飞行时,电机驱动旋翼转动以实现无人机在空中正常飞行,并通过对旋翼的控制实现姿态调整;当到水中时,电机驱动船用螺旋桨工作;通过加大船用螺旋桨转速,无人机运动到水下,再通过对无人机的姿态控制实现无人机在水下的行驶。上述技术内容虽兼顾了空中及水下作业,但是忽略了同时携带两套桨的负荷较大的问题,旋翼与螺旋桨通过单向轴承或者单向离合器连接增加了无人机的结构和操纵复杂性,降低了系统的可靠性。

发明内容

为解决上述问题,提供一种水空两用无人探测装置,本发明采用了如下技术方案:

本发明提供了一种水空两用无人探测装置,其特征在于,包括:无人机,其具有机体、机臂、水用螺旋桨、空用螺旋桨、桨叶切换组件以及驱动装置,机臂一端与机体连接,另一端与驱动装置连接,驱动装置,通过桨叶切换组件分别与水用螺旋桨和空中螺旋桨连接,用于驱动水用螺旋桨和空用螺旋桨运动;以及切换平台,设置在水域上,与桨叶切换组件相配合用于对水用螺旋桨以及空用螺旋桨进行切换。

本发明提供的水空两用无人探测装置,还可以具有这样的特征,其中,驱动装置具有空用传动轴、水用传动轴以及电机,空用传动轴以及水用传动轴相背设置,电机与机臂连接,且通过空用传动轴以及水用传动轴与桨叶切换组件传动连接。

本发明提供的水空两用无人探测装置,还可以具有这样的特征,其中,桨叶切换组件具有空用桨叶切换单元和水用桨叶切换单元,空用桨叶切换单元具有空用套接壳和空用套接头,空用套接壳与空用传动轴连接,且该空用套接壳上具有至少一个空用通孔,空用套接头具有呈柱状凸起的空用套接部和呈圆锥凸起的空用底面,空用底面的一侧与空用套接部连接,另一侧与空用螺旋桨连接,空用套接部的表面至少具有一个空用嵌孔,该空用嵌孔嵌设有空用凸起部,空用凸起部与空用通孔相配合使空用套接壳和空用套接头实现套接或分离,水用桨叶切换单元具有水用套接壳和水用套接头,水用套接壳与水用传动轴连接,且该水用套接壳上具有至少一个水用通孔,水用套接头具有柱状凸起的水用套接部和圆锥凸起的水用底面,水用底面的一侧与水用套接部连接,另一侧与水用螺旋桨连接,水用套接部的表面至少具有一个水用嵌孔,该水用嵌孔嵌设有水用凸起部,水用凸起部与水用通孔相配合使水用套接壳和水用套接头实现套接或分离。

本发明提供的水空两用无人探测装置,还可以具有这样的特征,其中,空用凸起部以及水用凸起部为圆珠或柱状凸起。

本发明提供的水空两用无人探测装置,还可以具有这样的特征,其中,切换平台具有空用板体、水用板体、空用辅助切换单元以及水用辅助切换单元,空用板体和水用板体均具有无人机凹槽,用于供无人机穿过,空用板体上具有与空用底面的曲面相吻合的空用圆锥弧面,空用圆锥弧面通过与空用底面相贴合用于限制空用螺旋桨穿过切换平台,水用板体上具有与水用底面的曲面相吻合的水用圆锥弧面,水用圆锥弧面通过与水用底面相贴合用于限制水用螺旋桨穿过切换平台,空用辅助切换单元与空用圆锥弧面连接,用于辅助空用桨叶切换单元切换空用螺旋桨,水用辅助切换单元与水用圆锥弧面连接,用于辅助水用桨叶切换单元切换水用螺旋桨,空用辅助切换单元与水用辅助切换单元相对设置。

本发明提供的水空两用无人探测装置,还可以具有这样的特征,其中,空用辅助切换单元与水用辅助切换单元均具有顶推部,空用辅助切换单元的顶推部,通过顶推空用凸起部,用于将空用套接壳和空用套接头进行套接或分离,水用辅助切换单元的顶推部,通过顶推水用凸起部,用于将水用套接壳和水用套接头进行套接或分离。

本发明提供的水空两用无人探测装置,还可以具有这样的特征,其中,空用底面以及水用底面均为永磁体,空用圆锥弧面与水用圆锥弧面均为电磁体。

本发明提供的水空两用无人探测装置,还可以具有这样的特征,其中,空用凸起部以及水用凸起部均为永磁体,空用辅助切换单元与水用辅助切换单元的顶推部均为电磁体。

本发明提供的水空两用无人探测装置,还可以具有这样的特征,其中,空用辅助切换单元与水用辅助切换单元的顶推部均为伸缩驱动器,通过伸缩用于进行顶推。

发明作用与效果

根据本发明的一种水空两用无人探测装置,通过设置在水域上的切换平台对接无人机,使切换平台与桨叶切换组件相配合,可以对水用螺旋桨以及空用螺旋桨进行切换,从而实现不同作业环境中的配置。本发明的结构简单,操作便利。首先,相较于现有技术中心采用空中螺旋桨作为水下推进装置而言,本发明使用水用螺旋桨潜水工作,提高了推进效率和推进性能。其次,本发明相较于现有技术具有空中螺旋桨和水用螺旋桨的两栖无人机而言,降低了结构重量,解决了同时携带两套桨的负荷较大的问题。最后,本发明的技术方案中的桨叶切换组件结构简易,便于安装与操控。

附图说明

图1是本发明实施例中水空两用无人探测装置的结构示意图;

图2是本发明实施例中水空两用无人探测装置中无人机的结构示意图;

图3是本发明实施例中无人机的桨叶切换组件部分的局部结构示意图;

图4是本发明实施例中水空两用无人探测装置的切换平台的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图以及实施例来说明本发明的具体实施方式。

<实施例>

本实施例提供一种水空两用无人探测装置100,通过在切换平台上切换水用螺旋桨和空用螺旋桨,使无人机实现不同作业环境中的配置。

图1是本发明实施例中水空两用无人探测装置的结构示意图。

如图1所示,水空两用无人探测装置100包括无人机10以及切换平台20。

图2是本发明实施例中水空两用无人探测装置中无人机的结构示意图。

如图2所示,无人机10具有机体11、机臂12、水用螺旋桨13、空用螺旋桨14、桨叶切换组件15以及驱动装置16。机臂12一端与机体11连接,另一端与驱动装置16连接。驱动装置16通过桨叶切换组件15分别与水用螺旋桨13和空中螺旋桨14连接,用于驱动水用螺旋桨13和空用螺旋桨14运动。

图3是本发明实施例中无人机的桨叶切换组件部分的局部结构示意图。

如图3所示,驱动装置16具有空用传动轴161、水用传动轴162以及电机163。空用传动轴161以及水用传动轴162相背设置。电机163与机臂12连接,且通过空用传动轴161以及水用传动轴162与桨叶切换组件15传动连接。

桨叶切换组件15具有空用桨叶切换单元151和水用桨叶切换单元152。

空用桨叶切换单元151具有空用套接壳1511和空用套接头1512。空用套接壳1511与空用传动轴161连接,且该空用套接壳1511上具有至少一个空用通孔1511A。空用套接头1512具有呈柱状凸起的空用套接部1512A和呈圆锥凸起的空用底面1512B,空用底面1512B为永磁体。空用底面1512B的一侧与空用套接部1512A连接,另一侧与空用螺旋桨14连接。空用套接部1512A的表面至少具有一个空用嵌孔,该空用嵌孔嵌设有空用凸起部1512A’,空用凸起部1512A’为圆珠或柱状凸起。空用凸起部1512A’可以为永磁体。空用凸起部1512A’与空用通孔1511A相配合使空用套接壳1511和空用套接头1512实现套接或分离。

水用桨叶切换单元152具有水用套接壳1521和水用套接头1522。水用套接壳1521与水用传动轴162连接,且该水用套接壳1521上具有至少一个水用通孔1521A。水用套接头1522具有柱状凸起的水用套接部1522A和圆锥凸起的水用底面1522B,水用底面1522B为永磁体。水用底面1522B的一侧与水用套接部1522A连接,另一侧与水用螺旋桨13连接。水用套接部1522A的表面至少具有一个水用嵌孔,该水用嵌孔嵌设有水用凸起部1522A’,水用凸起部1522A’为圆珠或柱状凸起。水用凸起部1522A’可以为永磁体。水用凸起部1522A’与水用通孔1521A相配合使水用套接壳1521和水用套接头1522实现套接或分离。

图4是本发明实施例中水空两用无人探测装置的切换平台的结构示意图。

如图4所示,切换平台20可以借助近岸装置,比如水浮平台等辅助固定设置在水域上,该切换平台20具有空用板体21、水用板体22、空用辅助切换单元23以及水用辅助切换单元24。切换平台20与桨叶切换组件15相配合,对水用螺旋桨13以及空用螺旋桨14进行切换。

空用板体21和水用板体22均具有无人机凹槽212,用于供无人机穿过。空用板体21上具有与空用底面1512B的曲面相吻合的空用圆锥弧面211,空用圆锥弧面211为电磁体。空用圆锥弧面211通过与空用底面1512B相贴合用于限制空用螺旋桨14穿过切换平台,使无人机10可以停泊在切换平台2上。水用板体22上具有与水用底面1522B的曲面相吻合的水用圆锥弧面(图中未示出),水用圆锥弧面(图中未示出)为电磁体。水用圆锥弧面(图中未示出)通过与水用底面1522B相贴合用于限制水用螺旋桨13穿过切换平台,使无人机10可以停泊在切换平台2上。

空用辅助切换单元23与水用辅助切换单元24相对设置,且均具有顶推部。

空用辅助切换单元23位于空用圆锥弧面211下方,用于辅助空用桨叶切换单元151切换空用螺旋桨14。空用辅助切换单元23的顶推部可以为伸缩驱动器。空用辅助切换单元23的顶推部还可以为环形电磁体,此时空用凸起部1512A’为永磁体。空用辅助切换单元23,通过顶推空用凸起部1512A’,将空用套接壳1511和空用套接头1512进行套接或分离。

水用辅助切换单元24位于水用圆锥弧面(图中未示出)上方,用于辅助水用桨叶切换单元152切换水用螺旋桨13。水用辅助切换单元24的顶推部可以为伸缩驱动器。水用辅助切换单元24的顶推部还可以为环形电磁体,此时水用凸起部1522A’为永磁体。水用辅助切换单元24,通过顶推水用凸起部1522A’,将水用套接壳1521和水用套接头1522进行套接或分离。

切换平台20上的空用辅助切换单元23以及水用辅助切换单元24与桨叶切换组件15的配合关系如下:

当空用凸起部1512A’以及水用凸起部1522A’是永磁体时,设置为电磁体的空用辅助切换单元23顶推部以及水用辅助切换单元24顶推部通电后产生磁性,驱动空用凸起部1512A’以及水用凸起部1522A’缩回空用套接部1512A以及水用套接部1522A柱面上的嵌孔。

当空用辅助切换单元23以及水用辅助切换单元24顶推部是伸缩驱动器时,通过其伸长顶推空用凸起部1512A’以及水用凸起部1522A’缩回空用套接部1512A以及水用套接部1522A柱面上的嵌孔。

本实施例中,以空用辅助切换单元23顶推部以及水用辅助切换单元24顶推部是电磁体为例,水空两用无人探测装置100的具体工作过程如下:

无人机10在空中探测作业时,采用空用螺旋桨14模式巡飞,当抵达指定水域的切换平台20时,无人机10降落,在下降过程中,当电机163穿过空用板体21后,水用板体22上对应的水用辅助切换单元24开始工作。随着空用螺旋桨14下方的空用底面1512B与空用板体21的空用圆锥弧面211贴合,此时,水用传动轴162下端设置的水用套接壳1521上的水用通孔1521A运动至水用螺旋桨13的水用套接部1522A的水用凸起部1522A’位置处,水用板体22上的水用辅助切换单元24停止工作,水用螺旋桨13处的水用套接部1522A上的水用凸起部1522A’在弹簧的作用下复位,与水用通孔1521A卡接,空用板体21上对应的辅助切换单元23开始工作,辅助切换单元23顶推部顶推空用凸起部1512A’,空用螺旋桨14脱离无人机10,并且通过空用圆锥弧面211通电与空用螺旋桨14下方的空用底面1512B的曲面电磁吸合停泊于空用板体21上,无人机切换至水用螺旋桨的模式,水用螺旋桨13旋转带动无人机10脱离切换平台20下潜,空用板体21的空用辅助切换单元23停止工作,空用凸起部1512A’在弹簧的作用下复位。

当无人机10由水中返回空中时,无人机10上升,先到达切换平台20。在上升过程中,当电机163穿过水用板体22后,空用板体21上的空用辅助切换单元23开始工作。随着水用螺旋桨13上方的水用底面1522B曲面与水用板体22的水用圆锥弧面(图中未示出)贴合,此时,空用传动轴161上端设置的空用套接壳1511上的空用通孔1511A运动至空用螺旋桨14上的空用套接部1512A的空用凸起部1512A’位置处,空用板体21上的空用辅助切换单元23停止工作,空用螺旋桨14处的空用套接部1512A的空用凸起部1512A’在弹簧的作用下复位,与空用通孔1511A卡接,水用板体22上对应的水用辅助切换单元24开始工作,水用辅助切换单元24顶推部顶推水用凸起部1522A’,水用螺旋桨13脱离无人机10,并且通过电磁吸合停泊与于水用板体22上,无人机切换至空用螺旋桨的模式,空用螺旋桨14旋转带动无人机10脱离切换平台20上升,水用板体22的水用辅助切换单元24停止工作,水用凸起部1522A’在弹簧的作用下复位。

实施例作用与效果

本实施例的一种水空两用无人探测装置,通过设置在水域上的切换平台对接无人机,使切换平台与桨叶切换组件相配合,可以对水用螺旋桨以及空用螺旋桨进行切换,从而实现不同作业环境中的配置。本发明的结构简单,操作便利。本实施例使用水用螺旋桨潜水工作,提高了推进效率和推进性能。本实施例相较于现有技术具有空中螺旋桨和水用螺旋桨的两栖无人机而言,采用了切换平台与桨叶切换组件对水用螺旋桨以及空用螺旋桨进行切换,降低了结构重量,解决了同时携带两套桨的负荷较大的问题。

另外,本实施例的技术方案中的桨叶切换组件采用了相背设置的且具有相同结构的空用桨叶切换单元和水用桨叶切换单元,通过套接头与套接壳的套接与分离可以进行切换不同类型的螺旋桨,该结构简易,便于安装与操控。

上述实施例仅用于举例说明本发明的具体实施方式,而本发明不限于上述实施例的描述范围。

上述实施例中切换平台还可以随船装载,使用时,借助船体固定,并置于船外。无论切换平台通过借助近岸装置辅助固定,还是随船装载借助船体固定,都可以实现无人机水用螺旋桨和空用螺旋桨的切换,从而实现本实施例的水空两用无人探测装置的目的。上述实施例中的切换平台的设置方式和设置位置较为灵活,其他设置方式和设置位置也能实现本实施例的目的。

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