一种水空一体无人系统、使用方法及其用途与流程

本发明涉及无人机设备，具体是一种水空一体无人系统、使用方法及其用途。

背景技术：

1、随着航空、航海工业技术的发展，无人机可实现空中飞行、水上航行、陆地行驶和水下潜航的多种工作模式。目前，水空两用无人机较多依据水上飞机的设计理念进行设计，仅针对空中飞行和水上航行研制且水上航行时速度较慢；三栖无人机是针对空中飞行、陆地行使和水上航行研制的，不具有水下潜航的能力。随着无人机技术的进步，能够同时实现空中飞行、水上航行和水下潜航的三栖无人机是未来航空和航海发展方向。中国发明专利cn106976367b公开了“一种三栖无人机”，该三栖无人机包括密封的机身、基于开源的arduino平台利用遥控器实现控制的mwc飞行控制固件、四旋翼，能够在不同灾害环境下执行搜救探测任务。该三栖无人机虽然能适应空中、陆地和水面三种环境，但是相比于固定翼无人机，在续航性能方面能量转换效率较低，承载较弱且速度较慢。此外，该三栖无人机集空中飞行、陆地行驶和水中航行功能于一身，但是无法执行水下潜航搜救探测任务。

2、我司长期从上水上无人机应用开发研究，尤其是获得了授权公告号为cn210733727u；名称为一种油电混动水空两用多旋翼无人机的中国实用新型专利，而且自油电混动水空两用多旋翼无人机投产交付使用以来，取得良好的经济效益以及市场好评；近期我司基于油电混动水空两用多旋翼无人机成功开发了一款水空一体无人系统，旨在实现无人机的空中、水面以及水下的三栖多功能作业。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种水空一体无人系统、使用方法及其用途，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种水空一体无人系统，包括飞行器、潜航器以及连接线；

4、飞行器能够携带潜航器飞行、漂浮以及起降于水面；

5、潜航器通过连接线连接飞行器，并能够由飞行器供电和/或控制；

6、飞行器能够收放连接线回收潜航器，且潜航器能够受控断开连接线并独立工作。

7、飞行器携带潜航器飞行、漂浮以及起降于水面，方便进行水域快速搜救；连接线的收卷，方便潜航器的收放，同时潜航器能够受控断开连接线，方便在应急情况下（羁绊）时或连接线长度不够时，断开连接线，脱困后独立继续工作或上浮返航，便于灵活作业。

8、优选的，所述飞行器为多旋翼纯电或油电混动无人机；多旋翼无人机方便控制，便于携带潜航器执行任务，其中同等规模下，多旋翼油电混动无人机续航以及荷载能力余量大，能够满足大荷载需求；潜航器为多自由度潜水无人机，便于进行水下多自由度作业。

9、优选的，所述飞行器上设有潜航配合组件，所述潜航配合组件包括潜航固定架、线轮组件、固定导正座以及抱夹组件；线轮组件受控绕卷、收放连接线；潜航器上设有与固定导正座配合的活动导正座；潜航配合组件能够收放、导正以及抱夹潜航器。

10、优选的，所述固定导正座底端呈弧形，且底部设有导正槽；活动导正座顶部呈弧形，与导正槽弧形配合；固定导正座以及活动导正座中部贯穿有导线孔道，连接线贯穿导线孔道连接潜航器；线轮组件收紧连接线，能够使得活动导正座滑入固定导正座的导正槽内；便于回收、携带潜航器。

11、优选的，所述线轮组件包括绕线轮、线轴以及收放电机，绕线轮通过线轴安装在飞行器上，线轴与收放电机的输出轴传动连接；方便进行连接线收放。

12、优选的，所述潜航器上设有断线机构；断线机构包括断线刀片、断线轴以及断线电机；剪切刀片抵接连接线，且通过剪切轴与剪切电机连接；剪切电机安装在潜航器上，能够驱动剪切刀片旋转隔断连接线；便于在应急情况下截断潜航器附近端的连接线，使得潜航器脱困。

13、优选的，所述飞行器以及潜航器分别设有摄像组件、科研设备和/或救援设备；便于进行多功能作业。

14、优选的，所述潜航器替换为u型艇、救生圈、飞行救生圈或无人船；由飞行器携带u型艇、救生圈、飞行救生圈或无人船进行空水协同作业。

15、一种应用上述水空一体无人系统的使用方法，包括如下步骤：

16、步骤一：飞行器从地面或交通工具上携带潜航器飞行进入目标水域的空域；

17、步骤二：飞行器在目标水域的目标位置降落漂流，可以进行水面、低空作业；

18、步骤三：飞行器释放潜航器进入水中工作，并配合卷放连接线以及二次起降调整飞行器与潜航器的相对位置，配合潜航器顺利进行水下作业，实现水陆空三栖作业作业；所述步骤三中，潜航器的连接线遭遇羁绊，无法摆脱时，控制潜航器相应端的连接线截断，潜航器依靠自身动力脱困、继续执行任务或返航；

19、步骤四：任务结束，飞行器收回潜航器，并携带其返航。

20、一种应用上述水空一体无人系统的用途，该水空一体无人系统用于水域搜寻、救援以及科研。

21、与现有技术相比，本发明的优点在于以下几个方面：

22、本发明提供一种水空一体无人系统、使用方法及其用途，该水空一体无人系统包括飞行器、潜航器以及连接线；飞行器携带潜航器飞行、漂浮以及起降于水面，方便进行水域快速搜救；连接线起到供电或控制的作用，有些解决水下信号控制难题，同时连接线的收卷，带动潜航器的收放，便于回收有效保障潜航器的安全（防止丢失），同时潜航器能够受控断开连接线，方便在应急情况下（羁绊）时或连接线长度不够时，断开连接线，脱困后独立继续工作或上浮返航，便于灵活作业；本发明中水空一体无人系统实现空中、水面和水下的三栖作业，对于水域搜寻、救援以及科研具有极大的帮助。

23、本发明进一步具体设计潜航配合组件以及断线机构，结构简洁巧妙合理，潜航配合组件包括潜航固定架、线轮组件、固定导正座以及抱夹组件；方便携带、收放以及导正回收；断线机构包括断线刀片、断线轴以及断线电机；便于在应急情况下截断潜航器附近端的连接线，使得潜航器脱困。

24、本发明进一步所述潜航器替换为u型艇、救生圈、飞行救生圈或无人船；由飞行器携带u型艇、救生圈、飞行救生圈或无人船进行空水协同作业；

25、本发明进一步简述了该水空一体无人系统的使用方法及其用途，该使用方法流程清晰合理，便于水空一体无人系统的对用途空中、水面以及水下的三栖多功能作业，适用于水域搜寻、救援以及科研。

技术特征：

1.一种水空一体无人系统，其特征在于，包括飞行器、潜航器以及连接线；

2.根据权利要求1所述水空一体无人系统，其特征在于，所述飞行器为多旋翼纯电或油电混动无人机；潜航器为多自由度潜水无人机。

3.根据权利要求1所述水空一体无人系统，其特征在于，所述飞行器上设有潜航配合组件，所述潜航配合组件包括潜航固定架、线轮组件、固定导正座以及抱夹组件；线轮组件受控绕卷、收放连接线；潜航器上设有与固定导正座配合的活动导正座；潜航配合组件能够收放、导正以及抱夹潜航器。

4.根据权利要求3所述水空一体无人系统，其特征在于，所述固定导正座底端呈弧形，且底部设有导正槽；活动导正座顶部呈弧形，与导正槽弧形配合；固定导正座以及活动导正座中部贯穿有导线孔道，连接线贯穿导线孔道连接潜航器；线轮组件收紧连接线，能够使得活动导正座滑入固定导正座的导正槽内。

5.根据权利要求3所述水空一体无人系统，其特征在于，所述线轮组件包括绕线轮、线轴以及收放电机，绕线轮通过线轴安装在飞行器上，线轴与收放电机的输出轴传动连接。

6.根据权利要求1所述水空一体无人系统，其特征在于，所述潜航器上设有断线机构；断线机构包括断线刀片、断线轴以及断线电机；剪切刀片抵接连接线，且通过剪切轴与剪切电机连接；剪切电机安装在潜航器上，能够驱动剪切刀片旋转隔断连接线。

7.根据权利要求1所述水空一体无人系统，其特征在于，所述飞行器或潜航器上设有摄像组件、科研设备或救援设备。

8.根据权利要求1所述水空一体无人系统，其特征在于，所述潜航器替换为u型艇、救生圈、飞行救生圈或无人船。

9.一种应用权利要求1所述水空一体无人系统的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

10.一种应用权利要求1所述水空一体无人系统的用途，其特征在于，该水空一体无人系统用于水域搜寻、救援以及科研。

技术总结
本发明公开了一种水空一体无人系统、使用方法及其用途；属于无人机设备技术领域；该水空一体无人系统包括飞行器、潜航器以及连接线；飞行器携带潜航器飞行、漂浮以及起降于水面，方便进行水域快速搜救；连接线起到供电或控制的作用，有些解决水下信号控制难题，同时连接线的收卷，带动潜航器的收放，便于回收有效保障潜航器的安全（防止丢失），同时潜航器能够受控断开连接线，方便在应急情况下（羁绊）时或连接线长度不够时，断开连接线，脱困后独立继续工作或上浮返航，便于灵活作业；本发明中水空一体无人系统实现空中、水面和水下的三栖作业，对于水域搜寻、救援以及科研具有极大的帮助。

技术研发人员：陈冲,石晓雨
受保护的技术使用者：南京开天眼无人机科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12