[发明专利]一种水陆两栖复合翼无人机及其控制方法

说明书

本发明公开了一种水陆两栖复合翼无人机及其控制方法，解决了现有无人机起飞便捷性与续航能力、载重能力不能兼具的技术问题。本发明包括机身，机身两侧设置有固定翼，机身的头部设置有竖向螺旋桨，机身的尾部设置有尾翼和方向舵，机身连接有可收放机轮系统，机身的两侧设置有水平螺旋翼组，水平螺旋翼组包括前螺旋翼组和后螺旋翼组，后螺旋翼组的位置高度高于前螺旋翼组的位置高度，竖向螺旋桨、方向舵和水平螺旋翼组分别连接有电动驱动系统。本发明不仅兼具水上起降和陆上起降功能，而且既能实现滑行起降，又能实现垂直起降，还能实现复合模式起降，能够结合具体地形条件、天气状况和负载大小选择合适的起降模式，又能够达到节能降耗的效果。

技术领域

本发明属于无人机的技术领域，特别是指一种水陆两栖复合翼无人机及其控制方法。

背景技术

随着无人机技术、传感器技术、先进控制方式的不断发展，无人机的功能越来越复杂，稳定性也越来越好。无人机在民用、军用、警用方面都有广泛的应用。按飞行平台构型分类，无人机可分为固定翼无人机、旋翼无人机等。

在实际应用中采用固定翼无人机，具有航程长、负载高的优势，但是使用条件受起飞场地等因素的限制，往往需要采取伞降，或者在作业点较远的合适区域起飞降落。如授权公告日为2019.05.14、授权公告号为CN208855870U的实用新型专利公开的一种固定翼无人机，包括垂直起降系统、固定翼系统、以及设于垂直起降系统上的锁定装置。

而旋翼无人机虽然不受起飞场地的限制，但是飞机航程短，负载能力小，因此旋翼无人机无法完成长航程、重负载的飞行任务。如申请公布日2018.10.02、申请公布号为CN108609181A的发明专利申请公开的一种实景三维测绘航拍无人机及其控制方法，其结构包括机身、四个螺旋翼以及起落架，在机身的下方设置有机舱。

发明内容

针对上述背景技术中的不足，本发明提出一种水陆两栖复合翼无人机及其控制方法，解决了现有无人机起飞便捷性与续航能力、载重能力不能兼具的技术问题。

本发明的技术方案是这样实现的：一种水陆两栖复合翼无人机，包括机身，机身两侧设置有对称的固定翼，机身的头部设置有竖向螺旋桨，机身的尾部设置有尾翼和方向舵，所述机身连接有可收放机轮系统，所述机身的两侧设置有水平螺旋翼组，水平螺旋翼组包括前螺旋翼组和后螺旋翼组，后螺旋翼组的位置高度高于前螺旋翼组的位置高度，所述固定翼位于前螺旋翼组和后螺旋翼组之间，所述竖向螺旋桨、方向舵和水平螺旋翼组分别连接有电动驱动系统。

进一步地，所述前螺旋翼组包括对称设置在机身两侧的两个前螺旋翼，后螺旋翼组包括对称设置在机身两侧的两个后螺旋翼，两个后螺旋翼与两个前螺旋翼围绕整机的重心呈X型分布。

进一步地，所述前螺旋翼与后螺旋翼之间的连线与机身的轴线呈3°-10°的夹角。

进一步地，所述机身的纵截面为椭圆形且中间段的直径大于两端的直径。

进一步地，所述机身内设置有小型发电机，小型发电机与所述电动驱动系统相连。

进一步地，所述机身的下方设置有两片稳定片，两片稳定片沿机身的长度方向设置且关于机身的中线左右对称。

进一步地，水陆两栖复合翼无人机的控制方法，包括起飞阶段、巡航阶段和降落阶段：

所述起飞阶段包括水上起飞模式和陆上起飞模式，两种起飞模式均包括三种控制方式：

①控制竖向螺旋桨启动以产生拉力，以固定翼飞行模式实现滑行起飞；

②控制水平螺旋翼组启动，以螺旋翼飞行模式实现垂直起飞；

③控制竖向螺旋桨启动产生拉力的同时，控制水平螺旋翼组同时启动，实现滑行起飞和垂直起飞的复合方式起飞；