[发明专利]一种无尾桨高速单旋翼两栖探测直升机及其操控方法

说明书

本发明公开了一种无尾桨高速单旋翼两栖探测无人直升机，包括单旋翼动力系统、矢量推力系统、机壳、船体、机架、太阳能电池、雷达、激光探测器和电源；主要特点是在机身两侧指定位置安装两轴推力矢量动力系统，不仅可产生较大的前向推力，还可通过两套系统的推力矢量偏航差动，在平衡主桨扭矩的同时产生偏航控制力矩，同时还可通过两轴推力矢量系统的俯仰联动和差动形成对机身的俯仰及滚转控制力矩，克服单旋翼无人直升机在高速飞行过程中因桨叶前后行速度差导致升力不平衡造成的影响，船体配合单旋翼动力系统和矢量推力系统，在水面上无人直升机也能具有优异的机动性能，机尾安装有声呐装置，可对水下进行探测作业，并可以适时调换不同的位置。

技术领域

本发明涉及单旋翼无人直升机技术领域，具体为一种无尾桨高速单旋翼具有太阳能电池带探测功能的无人直升机。

背景技术

目前，绝大多数无人直升机大多采用单旋翼带尾桨系统。其缺点主要表现为：传动机构复杂、功率损失大、尾梁太长导致灵活性下降、尾桨容易受到损伤及维护成本高等。对于小型无人直升机或小型无人无人直升机来说，有尾桨其灵活性更差，且传动机构复杂更容易出现机械故障，造成毁机。同时，带有尾桨的单旋翼无人直升机其飞行速度慢是一个显著的特征；续航能力一般，电源电能耗尽后无人直升机无法进行一下步作业或需要及时返航。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无尾桨高速单旋翼两栖探测直升机，以解决上述问题，包括单旋翼动力系统、矢量推力系统、机壳、船体、机架、太阳能电池、雷达、激光探测器和电源；所述无尾桨高速单旋翼两栖探测无人直升机的结构关于机械纵轴线对称；所述船体的浮力远大于机体的重力；设置对称结构的船体，在水面上能保持很好的平衡性，一方面，尽可能减轻无人直升机的重量，另一方面，通过结构设计，让船体有较大的浮力，减少无人直升机在空中时船体的阻力。

所述机架包括机架主体与两翼且呈三角形布局，所述单旋翼动力系统固定在机架主体上，所述矢量推力系统固定在机架两翼，所述机架主体安装在机壳内部，所述机架两翼从机架主体穿过机壳悬于机身外；所述船体安装在机壳下端；所述机壳分块一体铸造，安装成整体。当无人直升机需要降落在水面上时，船体的浮力支撑无人直升机悬浮在水面上，机身尾部通过连锁结构，将声呐装置释放到水中，通过控制模块控制声呐装置工作，探测水下的水文、鱼群或其他作用活动。所述太阳能电池安装在无人直升机上半部的机壳上，这样能更好的接收太阳光。特别是当无人直升机悬停在水面上时，太阳能电池对电源进行充电，大大提升了作业时间。所述雷达安装在机腹上，当无人直升机在空中的时候，打开雷达装置，对机身下边的空中和地面进行测控，特别是对地形勘探、森林防火、城市交通监测等具有很好的作用，所述雷达为毫米波雷达或其他更为精细的雷达，所述雷达口设置有防护罩，使用时打开防护罩，停止工作关闭防护罩，对雷达进行保护。所述激光探测器安装在机头部，探测无人直升机前方的飞行状况，及时规避障碍；还可以测定无人直升机距离地面高度，并将测定数据传输至控制模块，控制模块将信息传输至信号器，信号器发送数据至其他交互端，交互端作出回应，信号器接收信息，传输至控制模块，并对无人直升机单旋翼动力系统和矢量推力系统作出调控，控制无人直升机的下一步作业；当悬停在水面上时，如有大波浪涌来，激光探测检测到将信息传递到控制模块，控制模块发布信息至单旋翼动力系统和矢量推力系统，即无人直升机起飞避开风浪。在水面上时，还可以单旋翼动力系统提供一定的升力，矢量推力系统提供向前的推力，无人直升机在水面上进行快速滑行，大大提升无人直升机的机动性能。

所述电源为单旋翼动力系统、激光探测器、信号器、声呐装置、雷达和矢量推力系统提供电能，所述太阳能电池通过导线与电源连接，所述太阳能电池与电源连接线路中设置有整流电路、滤波电路、逆变调压电路，这样太阳能电池能对电源进行充电，无人直升机在执行任务的时候，太阳能电池能给电源充电，提升了无人直升机的续航能力，特别是无人直升机遇突发状况，电源电力不足已支持无人直升机返航时，拥有太阳能电池就能给电源充电，提升了无人直升机的使用极限。

作为上述技术方案的进一步改进：