[发明专利]一种可自动折叠的水空两栖多旋翼飞行器及其工作方法

说明书

本发明公开了一种可自动折叠的水空两栖多旋翼飞行器及其工作方法，包括飞行器主体，旋翼折叠模块、旋翼和水下动力模块，该飞行器主体为中央平台，内部设有为水下动力模块提供动力的控制盒及能源；该飞行器主体周围均布若干个旋翼折叠模块，旋翼折叠模块为多旋翼飞行器提供升力，在空中飞行模式下旋转至与该飞行器主体垂直并展开旋翼，在水面航行模式下旋转至与该飞行器主体平行并收起旋翼，同时启动水下动力模块。本发明公开的多旋翼飞行器具有低空飞行、水面航行两种状态并使旋翼收放自动化，使多旋翼飞行器在水利领域或集群使用的场景下更具实用性。

技术领域

本发明涉及多旋翼飞行器技术领域，具体为一种可自动折叠的水空两栖多旋翼飞行器及其工作方法。

背景技术

多旋翼无人机的应用范围涉及到日常生活的各个方面，特别是由于其突出的小巧、方便易于操作的特点，其应用场合也越来越宽泛。然而由于其旋翼数量多需要较大的空间用于存放，一方面携带时旋翼容易受到外界因素影响破坏，另一方面具有高便携性的旋翼集群工作的条件下空间利用率更高，相较一般多旋翼更加高效。而在船体检测、水面巡检、航道测深等领域，多旋翼飞行器的使用因为其旋翼密封性差、防水性能差，需要旋翼一直处于功耗较高的飞行状态，安全性和工作效率都受到一定影响，因此多旋翼飞行器的在这些领域使用十分受限。本发明具有良好的防水性能，在负载了水下动力模块后甚至能够实现水面航行，将传统无人机难的应用场景拓宽至水空两栖。同时具有独立自主完成结构变化的能力，在不同水空两种工作环境下在结构上能够不需额外人工干预的完成工作状态的切换。

发明内容

为了解决上述问题，本发明公开了一种可自动折叠的水空两栖多旋翼飞行器及其工作方法，通过旋翼折叠模块和水下动力模块实现旋翼收放自动化，且具有水面航行功能。

本发明的技术方案如下：一种可自动折叠的水空两栖多旋翼飞行器，包括飞行器主体，旋翼折叠模块、旋翼和水下动力模块，该飞行器主体为中央平台，内部设有为水下动力模块提供动力的控制盒及能源。飞行器主体周围均布若干个旋翼折叠模块，该旋翼折叠模块为多旋翼飞行器提供升力，在空中飞行模式下旋转至与该飞行器主体垂直并展开旋翼，下降时收起旋翼，在水面航行模式下旋转至与该飞行器主体平行，同时启动水下动力模块。

作为优选，旋翼折叠模块包括旋翼单元、保护壳和收放机构；旋翼单元设于收放机构的顶部，收放机构设于保护壳内，驱动旋翼开和收回，使得旋翼单元能够通过收放机构收起存放于保护壳内。保护壳内部中空，除了安放丝杆机构以及旋翼单元外，在水面降落时，为整机提供浮力，并使吃水深度能保障水下动力模块驱动飞行器完成水面航行。旋翼的收起和展开过程完全自主通过收放机构和旋翼锁定器完成，不需要人工干预，进而使多旋翼飞行器具有实时起降功能。

作为优选，旋翼单元包括旋翼、旋翼电机与旋翼平台，旋翼平台为扁平柱状平台，在其圆周均布若干旋翼；旋翼电机与旋翼平台同轴设置，为旋翼提供动力，且该旋翼绕旋翼平台能够向下摆动90度，旋翼位于最大摆动位置时即为旋翼折叠状态，此状态下的飞行器空间密度高，既满足了水面航行浮力的需求，也可增加飞行器的便携性。旋翼平台底部通过轻弹簧连接旋翼锁定器的一端，旋翼锁定器的另一端连接旋翼，该旋翼锁定器依靠旋转惯性实现自动收放。

作为优选，保护壳与旋翼平台接触的一端表面设有橡胶垫圈，旋翼单元通过旋翼平台和保护壳上表面的橡胶垫圈紧密结合达到防水的效果。

作为优选，收放机构包括升降平台和丝杆结构，该丝杆结构整体安装在保护壳内部，通过旋翼电机的驱动带动旋翼的升降，为其展开提供空间。

作为优选，保护壳为中空的圆柱形壳体，底部为半球形且设有橡胶垫，在地面降落时采用保护壳作为降落装置，保证了降落受力点的稳定性，又能在降落时保护内部机构不受损坏。

作为优选，水下动力模块包括在水下密封性良好的船模电机以及与其搭配的螺旋桨、舵片和舵机，能够提供整机前行的动力，控制水面航行的方向。