基于水动力的无人机补给装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种海上补给技术，尤其是一种水上补给装置，具体地说一种基于水动力的无人机补给装置。
【背景技术】
[0002]海上补给是指利用舰船、舰载直升机等装备及其所属的补给装置对舰船或工程设施实施干货、液货、弹药等海上物资的补给和人员的输送。通过实施海上补给，可以扩大舰船的作战半径，延长舰船在海上的停留时间，从而减少舰船对基地的依赖程度，极大地增强舰船的战斗力，具有重要的军事和经济价值。
[0003]现有的海上补给就技术发展来说，可以分为四种，分别是横向补给，纵向补给，锚泊补给和垂直补给。这些补给方式，有的需要专用设备，成本高且装卸复杂，如补给舰和直升机，有的对人为操作性要求较高，面对恶劣条件，易出现操作失误，导致严重事故，如横向补给。
[0004]无人机速度快，可在最短的时间内完成任务，对天气海况的选择性小，效率高，甚至可在恶劣天气的间歇完成任务。结合无人机的特点，将无人机用作补给船之间的物资运输工具，具有灵活性高，速度快、宜补给等优点。
【发明内容】
[0005]本发明目的针对现有的海上补给不便的问题，设计一种基于水动力的无人机补给装置，以解决现有海上补给成本高，准备时间长，易受环境因素影响的问题。
[0006]本发明的技术方案是:
一种基于水动力的无人机补给装备，其特征是它包括:
一水面动力舱1，该水面动力舱I作为整个装备的动力部分提供飞行所需的动力，由安装在水面动力舱I内部的发动机24抽取海水来提供飞行动力；
一连接软管2，该连接软管2用于连接动力部分和飞行部分，将作为动力部分的水面动力舱I中的发动机24抽取的海水输送到飞行部分，并作为带动水面动力舱I移动的动力之，
一机体3，该机体3作为飞行部分由上下两层组成，上下两层的外围由曲面蒙皮包裹密封，两层之间的主体结构为进水管道13的末端凸台和换向分流管8，另有固定支架7辅助相连。上层为载物平台6，下层为底盘10，底盘10上安装有无人机的电控系统。
[0007]所述的水面动力舱I还设有进水口 25、出水管道20、海水过滤装置28和推进装置，出水管道20的出水端与连接软管2的下端相连，海水过滤装置28安装在进水口 25上，所述推进装置由两套相同的前后对称的部分组成，每套推进装置包括电磁阀21、转向机构23、矢量喷管22和辅助喷水口 27，矢量喷管22的进水口与发明机24的出水口相连通，矢量喷管22对称分布在水面动力舱上，电磁阀21安装在矢量喷管22上用于控制适量喷管的流量从而改变水面动力舱I的前进或后退速度，转向机构23也安装在适量喷管22上用于改变矢量喷管的出水方向，从而改变水面动力舱I的方向。
[0008]所述的水面动力舱I还设有辅助喷水口 27，辅助喷水口 27位于矢量喷管22的两侧，，开启辅助喷水口 27能加快水面动力舱I的前进速度，减小连接软管2的拉力。
[0009]所述的电控系统包括飞控系统16、导航系统19及电源15、电磁阀17及传感器，导航系统19包括GPS导航系统和双目立体视觉系统；所述双目立体视觉系统包括全景相机14和一个处理器；所述全景相机两两为一组，分别挂在底盘10的前端和后端。
[0010]所述的载物平台6也为双层结构，在所述的双层结构之间安装有重力传感器；所述载物平台6上方装有挡板5和机械爪4，用于辅助物资运输。
[0011]所述的底盘10外侧呈圆环状并通过连接支架18与进水管道13相连，连接支架18中间的空间用薄板密封；进水管道13的进水端与连接软管2的出水端相连，进水管道13连接有换向分流管8，换向分流管8在顶端通过连接法兰固定在载物平台6上，换向分流管8连接有使机体产生向上动力和移动动力的喷管，喷管固定在底盘10的下部。
[0012]所述的分流管8上安装有控制飞行稳定及移动方向的电磁阀17。
[0013]所述的喷管包括固定喷管11和矢量喷管12 ;所述矢量喷管12连接有转动机构26并能在底盘10的切线方向摆动。
[0014]所述的矢量喷管的摆动角度为-20° ~ +20°。
[0015]所述的进水管道13的顶部为一个截面为扇形的凸台，所述凸台的顶端开有连接换向分流管8的圆孔。
[0016]详述如下:
本发明的无人机补给装置，包括:水面动力舱、连接软管、机体；所述水面动力舱包括推进装置、进水口、出水管道和发动机；所述机体包括机械爪、挡板、载物平台、连接支架、底盘、换向分流管、电磁阀、飞控系统、导航系统、固定喷管、矢量喷管、进水管道及传感器等；所述推进装置包括两个对称分布的矢量喷管、转动机构、电磁阀及辅助喷水口 ；所述底盘外侧为圆环状，中间以固定支架与进水管道相连，二者之间的空隙以轻型材料填充密封；所述导航系统包括GPS导航系统和双目立体视觉系统。
[0017]其中，水面动力舱上的推进装置功能为:为补给装置的水面部分提供动力，使其具有快速转向的功能，保证水面部分与飞行部分的协调运行；导航系统的功能为:通过两台相机采集的同步图像，经计算机处理计算得到障碍物的位置和距离信息，结合GPS导航系统，实现无人机的自主飞行和精确导航；通过所述导航系统，该补给装置可以实现手控/自控模式之间的转化，实现一键返航等功能。
[0018]所述载物平台分为双层结构，两层之间在四个方位上各装有一个重力传感器，该补给装置运输货物时，通过各个重力传感器测得的数据，结合飞控系统，可以自动调节飞行姿态，保证飞行的稳定性。
[0019]该无人机补给装置进行工作时，由水面动力舱内的发动机抽取海水，海水通过连接软管后经换向分流管从喷管向下喷出，产生向上的推力，从而为机体的飞行提供动力。
3-11个喷管中有1-3个为矢量喷管，其余为固定喷管，不同数量的喷管对应不同的布局方式。其中矢量喷管由电机驱动可以沿机身切线方向转动，提供一个切向力，从而实现无人机航向的改变和稳定性的控制；固定喷管则始终提供垂直于机身向上的动力。每个换向分流管分别通过对应的电磁阀固定在底盘上，换向分流管通过电磁阀与喷管相连。通过控制发动机的运行功率和电磁阀的开合程度，改变各个喷管的喷水量，结合矢量喷管的摆动，可以实现无人机的起降、悬停、前进、后退、偏转等动作。
[0020]本发明的有益效果是:
本发明以水动力无人机为载体，对于舰船进行海上补给，具有灵活性高、速度快、宜补给、受环境因素影响小等优点。采用水动力的无人机将动力部分与飞行部分分开，具有更持久的续航能力和更大的载荷重量。另外，采用向下喷水提供反作用力的推进方案，避免了多旋翼无人机存在的反转矩问题，其喷水管道的数量和布局相对会更加灵活。本方案中喷管采用五轴正五边形布局方式。
【附图说明】
[0021]图1为本发明的结构示意图。
[0022]图2为本发明的机体主体结构图。
[0023]图3为本发明的机体的底盘结构图。
[0024]图4为本发明的水面动力舱结构示意图。
[0025]图5为本发明的机体的仰视图。
[0026]图6为本发明的水面动力舱的仰视图。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明/
实施例一。
[0028]如图1-6所示。
[0029]一种基于水动力的无人机补给装备，它包括:
一水面动力舱1，该水面动力舱I作为整个装备的动力部分提供飞行所需的动力，由安装在水面动力舱I内部的发动机24抽取海水来提供飞行动力；所述的水面动力舱I还设有进水口 25、出水管道20、辅助喷水口 27、海水过滤装置28和推进装置，出水管道20的出水端与连接软管2的下端相连，海水过滤装置28安装在进水口 25上，所述推进装置由两套相同的前后对称的部分组成，每套推进装置包括电磁阀21、转向机构23、矢量喷管22和辅助喷水口 27，矢量喷管22的进水口与发明机24的出水口相连通，矢量喷管22对称分布在水面动力舱上，电磁阀21安装在矢量喷管22上用于控制适量喷管的流量从而改变水面动力舱I的前进或后退速度，转向机构23也安装在适量喷管22上用于改变矢量喷管的出水方向，从而改变水面动力舱I的方向。辅助喷水口 27位于矢量喷管22的两侧，，开启辅助喷水口 27能加快水面动力舱I的前进速度，减小连接软管2的拉力。如图4、6所示。
[0030]一连接软管2，该连接软管2用于连接动力部分和飞行部分，将作为动力部分的水面动力舱I中的发动机24抽取的海水输送到飞行部分，并作为带动水面动力舱I移动的动力之一;
一机体3，该机体3作为飞行部分由上下两层组成，上下两层的外围由曲面蒙皮包裹密封，两层之间的主体结构为进水管道13的末端凸台和换向分流管8，另有固定支架7辅助相连。上层为载物平台6，下层为底盘10，底盘10上安装有无人机的电控系统。电控系统包括飞控系统16、导航系统19及电源15、电磁阀17及传感器，导航系统19包括GPS导航系统和双目立体视觉系统；所述双目立体视觉系统包括全景相机14和一个处理器；所述全景相机两两为一组，分别挂在底盘10的前端和后端。所述的载物平台6也为双层结构，在所述的双层结构之间安装有重力传感器；所述载物平台6上方装有挡板5和机械爪4，用于辅助物资运输。如图2、3、5所示，底盘10外侧呈圆环状并通过连接支架18与进水管道13相连，连接支架18中间的空间用薄板密封；进水管道13的进水端与连接软管2的出水端相连，进水管道13连接有换向分流管8，换向分流管8上安装有控制上升高度及移动方向的电磁阀17 ;换向分流管8在顶端通过连接法兰固定在载物平台6上，换向分流管8连接有使机体产生向上动力和移动动力的喷管，喷管固定在底盘10的下部，它包括固定喷管11和矢量喷管12 ;所述矢量喷管12连接有转动机构26并能在底盘10的切线方向摆动，矢量喷管的摆动角度为-20° ~ +20°。如图2所示，进水管道13的顶部为一个截面为扇形的凸台，所述凸台的顶端开有连接换向分流管8的圆孔。
[0031] 详述如下:
如图1所示，本发明的基于水动力的无人机补给装置包括:水面动力舱1、