一种陆空两用的旋翼式无人机

1.本发明属于无人机技术领域，特别是一种陆空两用的旋翼式无人机。


背景技术：

2.无人机因其经济效益高，效率高，安全性能好，广泛应用于作战、防火、运输、搜救等各种领域。旋翼式无人机，作为无人机技术领域的一个分支，具有起飞和着陆场地要求低，不需要跑道或弹道、可垂直起降、空中定点悬停等特点。
3.传统的旋翼式无人机大多采取固定机身结构，机身占用空间较大，且局限性于无人飞行器单一飞行功能，不能及时应变多种陆面使用情况，难以达到高效便捷的陆空功能装换。
4.因此亟待研发一种陆空两用的旋翼式无人机，一方面可实现机翼折叠展开，另一方面通过车轮的展开与折叠，实现陆空两用的功能，并且展开折叠过程顺畅且平稳可靠。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种车轮可实现顺畅平稳折叠、便携易用的陆空两用的旋翼式无人机。
6.实现本发明目的的技术解决方案为：一种陆空两用的旋翼式无人机，包括无人机本体，所述无人机本体上设有两组车轮及车轮折叠装置；还设有两组支撑板及支撑板展开折叠装置；无人机本体尾部设有大螺旋桨及螺旋桨动力装置；所述两组支撑板上分别设置两组小螺旋桨，为所述无人机上升提供动力。
7.进一步地，两组车轮折叠装置对称设置于两组支撑板下方，每一组车轮折叠装置包括一个转动杆，所述转动杆的一端与所述无人机本体通过销轴转动相连，另一端与固定滑块通过销轴转动相连；所述固定滑块顶部与支撑板滑动相连，所述固定滑块还固接有第一连接件，所述第一连接件顶部与所述支撑板固定连接；所述第一连接件两端均转动相连有连接件；相应连接件的另一端与第二连接件通过销转动相连，所述第二连接件上固定有车轮叉，所述车轮叉与车轮通过轮轴转动相连。
8.进一步地，所述支撑板的底部设有凹槽，所述固定滑块顶部凸台外壁与所述凹槽内壁配合，两者滑动相连。
9.进一步地，每一组车轮折叠装置包含有2个第一连接件、4个连接件、2个第二连接件，第一连接件、第二连接件交替设置，相邻的第一连接件、第二连接件之间设置一个连接件；所述第二连接件在初始位置时与所述支撑板下表面之间有间隔，以防止所述车轮折叠装置卡死。
10.进一步地，所述支撑板展开折叠装置通过齿轮齿条的传动方式实现上下90
°
范围内的折叠与展开，所述无人机本体加工有一对第一盲孔，所述第一盲孔分别与大齿轮轴两端转动相连，所述大齿轮轴中间固定有直齿轮，所述直齿轮与齿轮条啮合，所述齿轮条固接有轴，所述轴与第一电机输出端连接，所述第一电机固定于所述无人机本体内部。
11.进一步地，所述大齿轮轴两侧对称固接有大锥齿轮，所述大锥齿轮与小锥齿轮啮合，所述小锥齿轮端面固接有小齿轮轴，所述小齿轮轴固接于所述支撑板。
12.进一步地，所述无人机本体内部固定有四组销，u型板对称固定于所述支撑板内侧面前后两端，所述u型板端面分别加工有一组第二盲孔，所述第二盲孔与所述销配合。
13.进一步地，所述螺旋桨动力装置，为无人机本体在陆用模式下前进提供动力，包括大螺旋桨，所述大螺旋桨上三个叶片固定于轴套外壁，所述轴套内壁与圆轴相连接，所述圆轴一端与第二电机输出端相连，所述第二电机固定于无人机本体后端。
14.进一步地，每一组支撑板上均装有两组第三电机，两组第三电机前后对称放置；每组第三电机的输出端均安装有一组小螺旋桨。
15.进一步地，在陆用模式下，无人机本体前进动力由大螺旋桨提供；在陆用模式下，通过同时控制无人机本体上前端左右两侧小螺旋桨或同时控制无人机本体上后端左右两侧小螺旋桨的转速，实现无人机本体的差速转向。
16.本发明与现有技术相比，其显著优点为：
17.(1)无人机车轮，支撑板可进行折叠与展开，缩小了无人机机身占用空间，便于携带；(2)折叠展开由电机、齿轮及齿条控制，过程迅速、平稳，便于锁定，可靠性高，且可反复进行折叠、展开动作；(3)尾部设置有独立的大螺旋桨，为无人机在陆地前行模式下提供前进动力，便于控制；(4)本无人机设计有车轮机构，可广泛应用于复杂使用情况，面对多种情况灵活实现陆空两用功能的转换，灵活性强。
附图说明
18.图1为本发明无人机展开状态示意图。
19.图2为本发明无人机折叠状态示意图。
20.图3为本发明车轮展开部分结构示意图。
21.图4为本发明支撑板展开部分放大示意图。
22.图5为本发明支撑板部分放大示意图。
23.图6为本发明螺旋桨动力装置结构示意图。
24.图中标号：1.无人机本体；2.支撑板；3.小螺旋桨；4.第三电机；5.转动杆；6.固定滑块；7.第一连接件；8.连接件；9.第二连接件；10.车轮叉；11.车轮；12.凹槽；13.第一盲孔；14.大齿轮轴；15.直齿轮；16.齿轮条；17.轴；18.第一电机；19.大锥齿轮；20.小锥齿轮；21.销；22.u型板；23.第二盲孔；24.小齿轮轴；25.大螺旋桨；26.轴套；27.圆轴；28.第二电机。
具体实施方式
25.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述：
26.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、一端、一侧
……
)仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系等，如特定姿态发生改变，则该方向性指示相应改变。
27.另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等描述仅用于描述目的，而不能理解为指
示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。
28.在本发明中涉及“一组”“两组”“多组”等描述应结合示意图具体理解，不可狭义理解为“一个”“两个”具体部件数量。
29.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固接”等应做广义理解。
30.本发明一种陆空两用的旋翼式无人机，主要包括车轮展开部分，支撑板折叠展开部分及螺旋桨动力部分。本发明轮子展开部分，结构主要包括转动杆，固定滑块，连接件，连接杆，车轮叉和车轮组成。当该无人机主体的两块支撑板向下折叠时，转动杆将带动固定滑块做直线滑动，从而带动相应连接件转动，实现车轮的展开与折叠。支撑板的折叠展开部分设计主要由电机驱动，通过一组齿轮齿条的转动及两组锥齿轮的啮合传动，带动支撑板绕小锥齿轮轴所在轴线转动，从而实现支撑板的折叠与展开。
31.本发明一种陆空两用的旋翼式无人机，包括无人机本体1，所述无人机本体1上设有两组车轮11及车轮折叠装置；还设有两组支撑板2及支撑板展开折叠装置；无人机本体1尾部设有大螺旋桨25及螺旋桨动力装置；所述两组支撑板2上分别设置两组小螺旋桨3，为所述无人机上升提供动力。
32.作为一种具体示例，两组车轮折叠装置对称设置于两组支撑板2下方，每一组车轮折叠装置包括一个转动杆5，所述转动杆5的一端与所述无人机本体1通过销轴转动相连，另一端与固定滑块6通过销轴转动相连；所述固定滑块6顶部与支撑板2滑动相连，所述固定滑块6还固接有第一连接件7，所述第一连接件7顶部与所述支撑板2固定连接；所述第一连接件7两端均转动相连有连接件8；相应连接件8的另一端与第二连接件9通过销转动相连，所述第二连接件9上固定有车轮叉10，所述车轮叉10与车轮11通过轮轴转动相连。
33.作为一种具体示例，所述支撑板2的底部设有凹槽12，所述固定滑块6顶部凸台外壁与所述凹槽12内壁配合，两者滑动相连。
34.作为一种具体示例，每一组车轮折叠装置包含有2个第一连接件7、4个连接件8、2个第二连接件9，第一连接件7、第二连接件9交替设置，相邻的第一连接件7、第二连接件9之间设置一个连接件8；所述第二连接件9在初始位置时与所述支撑板2下表面之间有间隔，以防止所述车轮折叠装置卡死。
35.作为一种具体示例，所述支撑板展开折叠装置通过齿轮齿条的传动方式实现上下90
°
范围内的折叠与展开，所述无人机本体1加工有一对第一盲孔13，所述第一盲孔13分别与大齿轮轴14两端转动相连，所述大齿轮轴14中间固定有直齿轮15，所述直齿轮15与齿轮条16啮合，所述齿轮条16固接有轴17，所述轴17与第一电机18输出端连接，所述第一电机18固定于所述无人机本体1内部。
36.作为一种具体示例，所述大齿轮轴14两侧对称固接有大锥齿轮19，所述大锥齿轮19与小锥齿轮20啮合，所述小锥齿轮20端面固接有小齿轮轴24，所述小齿轮轴24固接于所述支撑板2。
37.作为一种具体示例，所述无人机本体1内部固定有四组销21，u型板22对称固定于所述支撑板2内侧面前后两端，所述u型板22端面分别加工有一组第二盲孔23，所述第二盲孔23与所述销21配合。
38.作为一种具体示例，所述螺旋桨动力装置，为无人机本体1在陆用模式下前进提供动力，包括大螺旋桨25，所述大螺旋桨25上三个叶片固定于轴套26外壁，所述轴套26内壁与
圆轴27相连接，所述圆轴27一端与第二电机28输出端相连，所述第二电机28固定于无人机本体1后端。
39.作为一种具体示例，每一组支撑板2上均装有两组第三电机4，两组第三电机4前后对称放置；每组第三电机4的输出端均安装有一组小螺旋桨3。
40.作为一种具体示例，在陆用模式下，无人机本体1前进动力由大螺旋桨25提供；在陆用模式下，通过同时控制无人机本体1上前端左右两侧小螺旋桨3或同时控制无人机本体1上后端左右两侧小螺旋桨3的转速，实现无人机本体1的差速转向。
41.本发明在主体尾部设有螺旋桨动力系统，用于本发明在陆地奔跑时提供动力，配合以一对小螺旋桨控制实现陆地灵活操控。本发明在头部预留足够空间可设置摄像头，能够对区域空间进行巡航拍摄。本发明所提供的可折叠无人机易于控制，使用方便，折叠后体积小，便于携带，可进行陆空两用使用，效果非常好。
42.下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细描述。
43.实施例
44.如图1～图2所示，本实施例一种陆空两用的旋翼式无人机，包括无人机本体1，所述无人机本体1上设有两组车轮及车轮折叠装置；两组支撑板2及支撑板展开折叠装置；尾部设有大螺旋桨及螺旋桨动力装置。所述两组支撑板2上分别有两组小螺旋桨3，为所述无人机上升提供动力。
45.如图3所示，所述车轮展开装置，包括一个转动杆5，所述转动杆两端，其一端与所述无人机的主体1通过销轴转动相连，另一端与固定滑块6通过销轴转动相连，所述固定滑块6顶部与支撑板2滑动相连，所述固定滑块6还固接有第一连接件7，所述第一连接件7顶部与所述支撑板2固定连接；所述第一连接件7两端均转动相连有连接件8；相应所述连接件8的另一端与第二连接件9通过销转动相连，所述第二连接件9上固定有车轮叉10，所述车轮叉10与车轮11通过轮轴转动相连。
46.优选地，所述支撑板底部加工有凹槽12，所述固定滑块6顶部凸台外壁与所述凹槽12内壁正确配合，两者滑动相连。
47.所述车轮转动装置包含有两个第二连接件9，所述无人机包含有一组车轮展开装置，所述车轮展开装置对称放置，固定于所述支撑板2下方。
48.需要注意的是所述第二连接件9在初始位置时与所述支撑板之间有一定距离，以防止所述车轮转动装置卡死。
49.如图4～图5所示，所述支撑板折叠展开机构主要通过齿轮齿条的传动方式以实现上下90
°
范围内的折叠与展开，包括无人机本体1，所述无人机本体1加工有一对第一盲孔13，所述第一盲孔13分别与大齿轮轴14两端转动相连，所述大齿轮轴14中间固定有直齿轮15，所述直齿轮15与齿轮条16正确啮合，所述齿轮条16固接有轴17，所述轴17与第一电机18输出端连接，所述第一电机18固定于所述无人机本体1内部。
50.需要注意的是，所述大齿轮轴14两侧对称分别固接有大锥齿轮19，所述大锥齿轮19与小锥齿轮20正确啮合，所述小锥齿轮20端面固接有小齿轮轴24，所述小齿轮轴24固定于所述支撑板2。
51.需要注意的是，所述无人机本体1内部固定有四组销21，所述u型板22前后对称固定于所述支撑板2内侧面，所述u型板22分别加工有第二盲孔23，所述第二盲孔23与所述轴
21配合。
52.如图6所示，所述螺旋桨动力装置，为无人机本体1在陆用模式下提供动力，包括大螺旋桨25，所述大螺旋桨25上三个叶片固定于轴套26外壁，所述轴套26内壁与圆轴27相连接，所述圆轴27一端与第二电机28输出端相连，所述第二电机28固定于无人机本体1内部。
53.需要注意的是，所述一组支撑板2上均装有两组第三电机4，所述两组第三电机4均成前后对称放置；所述每组第三电机4输出端均安装有一组小螺旋桨3。
54.需要注意的是，在无人机本体1陆用模式下，无人机本体1前进动力由大螺旋桨25提供；在陆用模式下，通过同时控制无人机本体1上前端左右两侧小螺旋桨3或同时控制无人机本体1上后端左右两侧小螺旋桨3的转速，可实现无人机本体1的差速转向。
55.下面以展开动作为例，优选的具体实施方式为：
56.所述车轮11的展开动作为：支撑板2向下折叠时，转动杆5将带动固定滑块6向远离无人机本体1一侧做滑动直线运动，当固定滑块6向远离无人机本体1一侧做滑动直线运动时，连接件8将绕与固定滑块6转接处向下转动，从而带动第二连接件9沿始终垂直于支撑板2方向向下运动，第二连接件9与车轮叉10固接，进而实现车轮叉10及车轮11向下运动至车轮11接触地面，从而实现车轮11的展开动作。
57.所述支撑板2的折叠动作为：第一电机18得到电信号后，驱动轴17带动齿轮条16向前运动，通过齿轮齿条传动，带动直齿轮15旋转，进而带动大齿轮轴14旋转，进而带动大齿轮轴14两侧大锥齿轮19旋转，通过大锥齿轮19与小锥齿轮20传动，使小齿轮轴24转动，进而使支撑板2绕小齿轮轴24旋转，实现支撑板2的折叠动作。
58.进一步地，通过改变相应电机工作方式，使相应电机作反向驱动，可实现支撑板2的展开动作及车轮11的折叠动作。
59.以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

技术特征：
1.一种陆空两用的旋翼式无人机，其特征在于，包括无人机本体(1)，所述无人机本体(1)上设有两组车轮(11)及车轮折叠装置；还设有两组支撑板(2)及支撑板展开折叠装置；无人机本体(1)尾部设有大螺旋桨(25)及螺旋桨动力装置；所述两组支撑板(2)上分别设置两组小螺旋桨(3)，为所述无人机上升提供动力。2.根据权利要求1所述的陆空两用的旋翼式无人机，其特征在于，两组车轮折叠装置对称设置于两组支撑板(2)下方，每一组车轮折叠装置包括一个转动杆(5)，所述转动杆(5)的一端与所述无人机本体(1)通过销轴转动相连，另一端与固定滑块(6)通过销轴转动相连；所述固定滑块(6)顶部与支撑板(2)滑动相连，所述固定滑块(6)还固接有第一连接件(7)，所述第一连接件(7)顶部与所述支撑板(2)固定连接；所述第一连接件(7)两端均转动相连有连接件(8)；相应连接件(8)的另一端与第二连接件(9)通过销转动相连，所述第二连接件(9)上固定有车轮叉(10)，所述车轮叉(10)与车轮(11)通过轮轴转动相连。3.根据权利要求2所述的陆空两用的旋翼式无人机，其特征在于，所述支撑板(2)的底部设有凹槽(12)，所述固定滑块(6)顶部凸台外壁与所述凹槽(12)内壁配合，两者滑动相连。4.根据权利要求2所述的陆空两用的旋翼式无人机，其特征在于，每一组车轮折叠装置包含有2个第一连接件(7)、4个连接件(8)、2个第二连接件(9)，第一连接件(7)、第二连接件(9)交替设置，相邻的第一连接件(7)、第二连接件(9)之间设置一个连接件(8)；所述第二连接件(9)在初始位置时与所述支撑板(2)下表面之间有间隔，以防止所述车轮折叠装置卡死。5.根据权利要求1所述的陆空两用的旋翼式无人机，其特征在于，所述支撑板展开折叠装置通过齿轮齿条的传动方式实现上下90
°
范围内的折叠与展开，所述无人机本体(1)加工有一对第一盲孔(13)，所述第一盲孔(13)分别与大齿轮轴(14)两端转动相连，所述大齿轮轴(14)中间固定有直齿轮(15)，所述直齿轮(15)与齿轮条(16)啮合，所述齿轮条(16)固接有轴(17)，所述轴(17)与第一电机(18)输出端连接，所述第一电机(18)固定于所述无人机本体(1)内部。6.根据权利要求5所述的陆空两用的旋翼式无人机，其特征在于，所述大齿轮轴(14)两侧对称固接有大锥齿轮(19)，所述大锥齿轮(19)与小锥齿轮(20)啮合，所述小锥齿轮(20)端面固接有小齿轮轴(24)，所述小齿轮轴(24)固接于所述支撑板(2)。7.根据权利要求5所述的陆空两用的旋翼式无人机，其特征在于，所述无人机本体(1)内部固定有四组销(21)，u型板(22)对称固定于所述支撑板(2)内侧面前后两端，所述u型板(22)端面分别加工有一组第二盲孔(23)，所述第二盲孔(23)与所述销(21)配合。8.根据权利要求1所述的陆空两用的旋翼式无人机，其特征在于，所述螺旋桨动力装置，为无人机本体(1)在陆用模式下前进提供动力，包括大螺旋桨(25)，所述大螺旋桨(25)上三个叶片固定于轴套(26)外壁，所述轴套(26)内壁与圆轴(27)相连接，所述圆轴(27)一端与第二电机(28)输出端相连，所述第二电机(28)固定于无人机本体(1)后端。9.根据权利要求1所述的陆空两用的旋翼式无人机，其特征在于，每一组支撑板(2)上均装有两组第三电机(4)，两组第三电机(4)前后对称放置；每组第三电机(4)的输出端均安装有一组小螺旋桨(3)。10.根据权利要求1所述的陆空两用的旋翼式无人机，其特征在于，在陆用模式下，无人
机本体(1)前进动力由大螺旋桨(25)提供；在陆用模式下，通过同时控制无人机本体(1)上前端左右两侧小螺旋桨(3)或同时控制无人机本体(1)上后端左右两侧小螺旋桨(3)的转速，实现无人机本体(1)的差速转向。

技术总结
本发明公开了一种陆空两用的旋翼式无人机，该旋翼式无人机包括无人机本体，所述无人机本体上设有两组车轮及车轮折叠装置；还设有两组支撑板及支撑板展开折叠装置；无人机本体尾部设有大螺旋桨及螺旋桨动力装置；所述两组支撑板上分别设置两组小螺旋桨，为所述无人机上升提供动力。当该无人机主体的两块支撑板向下折叠时，转动杆将带动固定滑块做直线滑动，从而带动相应连接件转动，实现车轮的展开与折叠。通过一组齿轮齿条的转动及两组锥齿轮的啮合传动，带动支撑板绕小锥齿轮轴所在轴线转动，从而实现支撑板的折叠与展开。本发明可折叠无人机易于控制，使用方便，折叠后体积小，便于携带，可进行陆空两用。可进行陆空两用。可进行陆空两用。


技术研发人员：杜长星 沈轩屹 戚倬瑜 郑健镇 张翔宇
受保护的技术使用者：南京理工大学紫金学院
技术研发日：2023.01.06
技术公布日：2023/4/25