一种遥控气垫船
阅读说明：本技术 一种遥控气垫船 (Remote control hovercraft ) 是由 梁帅 李佳楠 金宇韬 赵浩南 马彦 韩佳玲 唐雷 吴俊琦 张执南 于 2020-11-23 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种遥控气垫船,其特征在于：包括船体、两组带正反螺旋桨的电机、FPV摄像头与图传模块；其中,船体由上、中、底层板叠加组成,两个电机为一组,桨平面水平的一组电机安装在上层板前部,桨平面竖直的一组电机安装在上层板后部,上层板的长度小于中层板,上层板的宽度和中层板基本一致,上层板和中层板叠加时,中层板的前部未被上层板覆盖,保留安装FPV摄像头和图传模块的空间。(The invention discloses a remote control hovercraft, which is characterized in that: the ship comprises a ship body, two groups of motors with positive and negative propellers, an FPV camera and a picture transmission module; the ship body is formed by stacking an upper layer plate, a middle layer plate and a bottom layer plate, the two motors are in a group, a group of motors with horizontal paddle planes are arranged at the front part of the upper layer plate, a group of motors with vertical paddle planes are arranged at the rear part of the upper layer plate, the length of the upper layer plate is smaller than that of the middle layer plate, the width of the upper layer plate is basically consistent with that of the middle layer plate, when the upper layer plate and the middle layer plate are stacked, the front part of the middle layer plate is not covered by the upper layer plate, and a space for mounting.)
技术领域：
本发明涉及一种机械工程的技术领域，尤其涉及一种可快速设计的第一人称视角遥控气垫船。
背景技术：
气垫船是一种以空气在船只底部承托的交通工具，由于船底与地面之间存在一层薄薄的空气，受到的摩擦阻力大大减小，因而可以高速行驶。市面上已有一些面向儿童的遥控气垫船玩具，但均没有涉及第一人称视角操纵，也难以让学生从中掌握科创知识或了解工程技术，不满足教育教学场景需要。
部分专利(专利申请号：201420422356一种垫升和推力分别调控的竞技比赛用气垫船、专利申请号：201822016049一种空气动力玩具气垫船、专利申请号：201921746706水陆空多用气垫船)并未针对青少年教育教学的使用场景改进产品，不满足教育教学场景的需要，存在着以下问题：
1)只能在陆地或水面上以第三人称视角遥控操纵，趣味性较低；
2)气垫船玩具结构复杂且较重，导致运动速度较慢，仅可在光滑的路面或水面上使用，更谈不上离地两栖飞行；
3)学生无法参与气垫船的组装制作，难以深入了解背后的科学知识。
发明内容
：本发明针对现有技术的上述不足和缺陷，提供了可快速制作、能改进操作方式、优化结构的遥控气垫船。
本发明的技术方案如下：一种遥控气垫船，其特征在于：包括船体、2组带正反螺旋桨的电机、FPV摄像头与图传模块；其中，船体分别有上、中、底层板叠加组成，两个电机为一组，桨平面水平的一组电机安装在上层板前部，桨平面竖直的一组电机安装在上层板后部，上层板的长度小于中层板，上层板的宽度和中层板基本一致，上层板和中层板叠加时，中层板的前部没有被上层板叠加，保留安装 FPV摄像头和图传模块的空间。
在一个实施例中，所述带水平螺旋桨的电机或所述带垂直螺旋桨的电机包括空心杯有刷电机和多叶塑料桨，所述上、中、底层板为 EPP泡沫板。
在一个实施例中，还包括电机支架，所述空心杯有刷电机与电机支架通过热熔胶或纤维胶带相连，电机支架与所述上层板通过插接的方式相连，并用热熔胶加固。
在一个实施例中，所述带桨平面水平的电机与所述上层板通过过盈配合相连，并用热熔胶加固。
在一个实施例中，还包括安装在所述上层板上的核心控制板和电池安装座，电池安装在电池安装座上。
在一个实施例中，所述电池为所述核心控制板和所述FPV摄像头及图传模块供电。
在一个实施例中，在所述中层板和底层板的中央设有带圆角的矩形的空洞，当两层板堆叠时会形成扁平长方体形状的空腔风道，当所述遥控气垫船运行时，由所述垂直螺旋桨电机将空气压入该空腔风道，形成气垫，将所述遥控气垫船托起离开地面。
在一个实施例中，所述的核心控制板内置遥控接收模块，传感器模块和电子调速器模块；所述核心控制板接收到遥控指令后，通过电子调速器模块为所述带水平螺旋桨的电机和所述带竖直螺旋桨的电机供电，并调节所述空心杯有刷电机的转速，改变所述多叶塑料桨的推力，带动所述遥控气垫船的加速、减速或转弯。
在一个实施例中，所述FPV摄像头与所述图传模块配合第一人称视角眼镜或第一人称视角显示屏，能够实时显示气垫船摄像头拍摄到的第一人称视角画面，所述带水平螺旋桨的电机和所述带垂直螺旋桨的电机各为两个。
在一个实施例中，所述核心控制板与所述上层板通过插接的方式确定位置，并用四颗自攻螺丝固定；所述电池安装座与所述上层板通过自攻螺丝固定，用以将所述电池固定在所述遥控气垫船上。
本发明的主要有益效果是：
(1)控制逻辑通用性强：该气垫船控制逻辑与四旋翼无人机控制逻辑相同，可由四旋翼无人机快速改造。
(2)在传统遥控玩具气垫船的基础上增加了第一人称视角摄像头与图传模块，结合图传眼镜，给操纵者以沉浸式操控体验。
(3)采用EPP泡沫板堆叠设计，整机质量轻，提升飞行速度与续航时间，加工、组装简单，适合青少年动手实践。
(4)竖直螺旋桨下气流通道设计独特，增大气道面积，提升螺旋桨效率，减小气垫船运行阻力，气垫船转弯半径小，还可以做出漂移、原地打转等动作。
附图说明：
图1为本发明一实施例中，一种遥控气垫船的立体结构示意图；
图2为本发明一实施例中，一种遥控气垫船的俯视图；
图3为本发明一实施例中，一种遥控气垫船另一角度的立体结构示意图。
具体实施方式
：
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。虽然本发明的描述将结合较佳实施例一起介绍，但这并不代表此发明的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作发明介绍的目的是为了覆盖基于本发明的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本发明的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本发明也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本发明的重点，有些具体细节将在描述中被省略。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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。
术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，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，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实施例中的具体含义。
请参考图1并结合图2和图3，一种遥控气垫船包括桨平面竖直的电机1、桨平面水平的电机2、上层板3、中层板4、底层板5、电机支座6、FPV摄像头与图传模块7、核心控制板8、电池安装座9、电池10。桨平面水平和竖直的电机由空心杯有刷电机11，多叶塑料桨12等构成。
教育用可快速设计的第一人称视角遥控气垫船，其主体结构由上层板3、中层板4和底层板5等构成。板的材质为EPP泡沫，三层板之间通过5mm宽双面胶粘接。
桨平面水平的电机1、桨平面竖直的电机2、FPV摄像头7与图传模块、核心控制板8、电池安装座9等部件固定在主体结构上。
桨平面水平的电机1和桨平面竖直的电机2由空心杯有刷电机 11、多叶塑料桨12等构成。
空心杯有刷电机11与电机支架6通过热熔胶或纤维胶带相连。
电机支架6与上层板3通过插接的方式相连，并用热熔胶加固。
垂直螺旋桨电机2与(3)上层板3通过过盈配合相连，并用热熔胶加固。
FPV摄像头7与图传模块与中层板4通过热熔胶与胶带粘接固定。
核心控制板8与上层板3通过插接的方式确定位置，并用四颗自攻螺丝固定。
电池安装座9与上层板3通过自攻螺丝13固定，用以将电池10 固定在气垫船上。
电池10为核心控制板8和FPV摄像头7与图传模块供电
中层板4和底层板5的中央存在圆角矩形空洞，当两层板堆叠时会形成扁平长方体形状的空腔风道，气垫船运行时，由垂直螺旋桨电机2将空气压入该空腔风道，形成气垫，将气垫船托起离开地面。
核心控制板8内置遥控接收模块，传感器模块和电子调速器模块。核心控制板接收到遥控指令后，通过电子调速器模块为水平螺旋桨电机1和竖直螺旋桨电机2供电，并调节空心杯有刷电机11的转速，改变多叶塑料桨12的推力，带动气垫船的加速，减速或转弯。
本发明可借助玩具四旋翼无人机的在传统气垫船的基础上改进操作方式，增加第一视角操控模块；优化组装结构，提高气垫船机动性；设计环保轻便、价格低廉、拼装便利的材料模型，可快速完成制作。
在社会效果层面，简易组装又充满趣味的气垫船玩具，适合多年龄段儿童与学生。该产品在科技普及教育中的使用，能帮助学生在快乐的氛围中掌握机械学、空气动力学、遥控操纵等多种知识与技能，推动科普教育的低龄化、全民化。
在经济效果层面，该气垫船所选用主要材料为高韧性、低密度的 EPP板，价格低廉、可塑性强，可改变泡沫板颜色或是在表面进行喷漆、涂画，不仅能更好地激发学生的创造力，成本也极为低廉，能够广泛应用。
在技术效果层面，本设计突破船类玩具只能在水面或是路面航行的局限性，轻质材料使得在低能耗下便能腾空飞行，速度更快，更具趣味性，也大大延长航行时间；同时，第一人称视角摄像头与图传模块的加入，给操纵者带来极具刺激感的沉浸式体验。
同时可以理解的是：
基于现有玩具四旋翼无人机的飞控系统与动力系统，四旋翼无人机前方一组电机桨平面水平，在气垫船下方生成气垫，减小摩擦力；四旋翼无人机后方一组电机桨平面竖直，产生向前的推力，使气垫船向前快速运动。
采用与现有玩具四旋翼无人机相似的控制逻辑，保证了气垫船操纵简单、适合青少年学生上手。具体而言，无人机的油门对应气垫船的前进速度，无人机的偏航对应气垫船向左向右转弯。
创造性地将小型第一人称视角摄像头、图传模块与气垫船玩具结合，安装在气垫船头部，操纵者可以佩戴第一人称视角图传眼镜观看气垫船摄像头捕捉到的实时画面，给操纵者沉浸式体验，提升了产品的趣味性。
采用高韧性、低密度的EPP板作为气垫船主体部分的材料，保证气垫船韧性较高不易损坏、重量较轻，有较快的移动速度，提升灵活性与机动性。当气垫船速度足够快时，气垫船可以脱离地面50cm左右高度飞行。
将气垫船船身分为上层板、中层板、底层板、电机支座四部分，采用激光切割的加工方式，可以大幅度降低成本、高效率地完成气垫船船身的加工制作。
气垫船船身主体使用双面胶或热熔胶固定，安装方便，适合青少年学生独立完成，适用于青少年教学场景。
为减低气垫船与地面间的摩擦阻力，在竖直方向螺旋桨下方设计了开口面积较大的气流通道，提升了气垫船螺旋桨的效率。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
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