本发明涉及机器人领域,具体涉及一种四栖跨域航行器。
背景技术:
1、跨介质飞行器是一种能够在不同介质之间进行飞行的飞行器。传统飞行器通常设计用于在大气层中飞行,而跨介质飞行器具备在多种环境中自由飞行的能力,例如可以从空气进入水中或者从水中进入空气中。这种飞行器通常具备特殊设计和工程技术,以应对不同介质的特殊要求,跨介质飞行器在军事、探险、科研等领域具有广泛的应用前景。
2、目前的跨介质航行器设计主要集中在两栖水-空跨介质飞行器,如上海交通大学研制的哪吒f,其使用四旋翼实现水下和空中运动,可用于海事应急搜索、水空两域侦察和辅助遥感卫星数据反演标定。
3、综上,目前的两介质飞行器,不具备跨多介质的运动功能,适用范围有限。
技术实现思路
1、本发明为克服现有技术,提供一种四栖跨域航行器。该航行器结构紧凑,能够在水面、水下、空气、地面四种环境下运动及跨介质运动。
2、一种四栖跨域航行器包含外壳、机身骨架、折叠翼机构、水下推进机构、空中推进机构、机械腿、水密舱和电控系统;
3、外壳安装在机身骨架的上部,机身骨架的两侧分别安装有水下推进机构,用于控制航行器在水中运动;
4、空中推进机构安装在外壳上,用于控制航行器在空中飞行;
5、机械腿安装在机身骨架的底部,以实现航行器在地面上行走;
6、折叠翼机构安装在位于外壳内的机身骨架上,用于飞行时提供升力;
7、水密舱安装在机身骨架上,水密舱内布置有可控制航行器在水陆空及跨介质运动的电控系统。
8、进一步地,折叠翼机构包含防水电机、传动轴、锥齿轮组、前机翼和后机翼;
9、防水电机为双输出轴电机,防水电机安装在机身骨架上,防水电机的双输出轴分别连接一个锥齿轮组,其中一个锥齿轮组的输出端分别连接两个前机翼,以驱动两个前机翼展开或收回,另一个锥齿轮组的输出端分别连接两个后机翼,以驱动两个后机翼展开或收回。
10、进一步地,所述锥齿轮组包含锥齿轮a、锥齿轮b、锥齿轮c、齿轮轴、套筒和底座;锥齿轮a安装在电机的一根输出轴上,齿轮轴的下端可转动地设置在安装在机身骨架上的底座中,锥齿轮c固定在齿轮轴上,锥齿轮c由可转动地套在齿轮轴上的套筒支撑,套筒抵靠在底座上,锥齿轮b可转动地设置在齿轮轴的上部,锥齿轮a分别与锥齿轮b和锥齿轮c啮合,其中一个前机翼固定在齿轮轴a的上端,另一个前机翼与锥齿轮b固接。
11、进一步地,所述机械腿包含双轴防水舵机a、双轴防水舵机b、髋关节架、上肢架、下肢架和行走足;
12、髋关节架固定在机身骨架的底部,双轴防水舵机a的壳体固定在髋关节架上,上肢架的上部安装在双轴防水舵机a的两根输出轴上,上肢架的下部安装在双轴防水舵机b的两根输出轴上,双轴防水舵机b的壳体固定在下肢架的上部,行走足固定在下肢架的下部。
13、本发明相比现有技术的有益效果是:
14、本发明涉及的跨介质航行器是一种能够在水面、水下、空气、地面四种环境下运动的跨介质飞行器。可以作为登岛、守岛作战单兵辅助作战装备、岛屿及海岸态势感知设备等,也可用于地震、海啸的灾后搜救工作。
15、可根据所处介质的不同选择不同的驱动模式,可实现跨介质运动,包括水-空跨介质设计以及水-陆跨介质设计;水-空跨介质是指飞行器从水面滑跃起飞和在水面降落的能力;水-陆跨介质是指飞行器登陆和下水能力。
16、下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步地说明:
1.一种四栖跨域航行器,包含外壳(1)、机身骨架(2)、折叠翼机构(3)、水下推进机构(4)、空中推进机构(5)、机械腿(6)、水密舱(7)和电控系统;
2.根据权利要求1所述一种四栖跨域航行器,其特征在于:折叠翼机构(3)包含防水电机(3-1)、传动轴(3-2)、锥齿轮组(3-3)、前机翼(3-4)和后机翼(3-5);
3.根据权利要求2所述一种四栖跨域航行器,其特征在于:所述锥齿轮组(3-3)包含锥齿轮a(3-31)、锥齿轮b(3-32)、锥齿轮c(3-33)、齿轮轴(3-34)、套筒(3-35)和底座(3-36);
4.根据权利要求1所述一种四栖跨域航行器,其特征在于:所述机械腿(6)包含上肢双轴防水舵机(6-1)、下肢双轴防水舵机(6-2)、髋关节架(6-3)、上肢架(6-4)、下肢架(6-5)和行走足(6-6);
5.根据权利要求1所述一种四栖跨域航行器,其特征在于:摄像头(8)和探照灯(9)布置在机身骨架(2)的前部,并由电控系统控制。
6.根据权利要求1所述一种四栖跨域航行器,其特征在于:所述水下推进机构(4)分为两对推进器,其中一对推进器提供水平方向的推力,另一对推进器提供竖直方向的推力。
7.根据权利要求1所述一种四栖跨域航行器,其特征在于:所述空中推进机构(5)为涵道风扇。
8.根据权利要求6所述一种四栖跨域航行器,其特征在于:所述推进器为螺旋桨推进器。
9.根据权利要求1所述一种四栖跨域航行器,其特征在于:所述机身骨架(2)包含上板(2-1)、中板(2-2)和下板(2-3);外壳(1)固在上板(2-1)上,机械腿(6)和水下推进机构(4)固定在中板(2-2)上,折叠翼机构(3)固定在上板(2-1)和中板(2-2)上,水密舱(7)固定在下板(2-3)上。
10.根据权利要求2所述一种四栖跨域航行器,其特征在于:所述前机翼(3-4)、后机翼(3-5)和机身骨架(2)均由碳纤维制成。