[发明专利]一种两栖式跨介质无人机及其控制方法

权利要求书

1.一种两栖式跨介质无人机，其特征在于，包括四个旋翼组件(1)、一对固定翼(2)、中间仓(5)；

一对固定翼(2)安装在中间仓(5)上，四个旋翼组件(1)安装在中间仓(5)的四周；

每个旋翼组件(1)包括空中旋翼(6)和防水电机；中间仓(5)里设置有控制系统和动力系统。

2.根据权利要求1所述的一种两栖式跨介质无人机，其特征在于，每个固定翼(2)中间位置通过中间支架(3)固定在中间仓(5)上，一对固定翼(2)位于同一直线上，一对固定翼(2)和中间支架(3)组成工字型；还包括四根拉紧线绳(4)，每根所述的拉紧线绳(4)一端均固定在中间仓(5)上，另一端分别固定在一对固定翼(2)的四个端部；

四个旋翼组件(1)分别安装在一对固定翼(2)的四个端部。

3.根据权利要求1所述的一种两栖式跨介质无人机，其特征在于，所述的固定翼(2)为弓形结构，凸起一面朝向中间仓(5)，同一个固定翼(2)的两端之间设有翼线绳(9)拉紧。

4.根据权利要求1所述的一种两栖式跨介质无人机，其特征在于，还包括四个旋翼支架(10)，一对固定翼(2)位于同一直线上，并且分别安装在中间仓(5)的两侧，四个旋翼支架(10)对称的分布在一对固定翼(2)的两侧；旋翼支架(10)一端固定在中间仓(5)上，另一端安装旋翼组件(1)。

5.根据权利要求1所述的一种两栖式跨介质无人机，其特征在于，所述的中间仓(5)的顶端内部有两个小反应室，小反应室里装有两种不同的化合物，反应室有管道连接，管道里有阻隔件；中间仓(5)顶端有个气囊，不充气时收缩到中间仓(5)里，中间仓(5)外只有小部分，充气后在中间仓(5)外形成一个大气囊。

6.根据权利要求1所述的一种两栖式跨介质无人机，其特征在于，所述的旋翼组件(1)是可变距的旋翼组件，包括电机(11)与外壳(12)固定连接，电机(11)转动带动外壳(12)一起转动；外壳(12)内部设有双出轴电机(14)；

双出轴电机(14)两端输出轴，分别为第一输出轴(15)、第二输出轴(17)，第二输出轴(17)与第一输出轴(15)平行布置，第一输出轴(15)为电机转子轴；第一输出轴(15)上固定有第一齿轮(16)，第二输出轴(17)上固定第二齿轮(18)，第一齿轮(16)和第二齿轮(18)啮合；双出轴电机(14)第一输出轴(15)、第二输出轴(17)上分别固定连接桨夹(13)。

7.根据权利要求1到6任一项所述的一种两栖式跨介质无人机，其特征在于，所述的动力系统有两套，一套为空中动力系统，一套为水下动力系统；所述的空中动力系统与空中旋翼(6)连接并用于驱动空中旋翼(6)，所述的水下动力系统与水下螺旋桨(8)连接，并用于驱动水下螺旋桨(8)。

8.根据权利要求7所述的一种两栖式跨介质无人机的控制方法，其特征在于，包括以下过程：

在水中水平航行时，调节四个螺旋桨(6)的转速使无人机有一个正攻角或负攻角以使固定翼(2)的正升力或负升力加浮力等于无人机重力；

当需要上浮时，调节四个螺旋桨(6)转速，上面两个螺旋桨(6)转速降低，下面两个螺旋桨(6)转速增加，无人机整体产生一个仰角，固定翼(2)有一个正攻角，从而获得上浮的升力；

下潜时调节四个螺旋桨(6)转速，上面两个螺旋桨(6)转速增加，下面两个螺旋桨(6)转速降低，无人机整体产生一个负仰角，固定翼(2)有一个负攻角，从而获得下潜的负升力；

当无人机需要出水时，上面两个螺旋桨(6)转速降低，下面两个螺旋桨(6)转速增加，无人机整体翻转到水平状态，此时螺旋桨(6)旋转平面平行于水平面，螺旋桨(6)快速旋转，无人机向上运行至接近水面乃至出水面升空，升空至合适高度，调节无人机四个螺旋桨(6)的转速，使无人机获得一个初始仰角，控制无人机转速，边加大仰角边加速前飞至固定翼(2)的仰角在合适数值使固定翼(2)获得的升力等于无人机重力，从而进入前飞转态，增加或降低飞行高度时可以调节四个螺旋桨(6)的转速来控制固定翼(2)的迎角来实现；

空中前飞要转入水转态时，降低飞行高度，距离水面至合适高度飞行，上面两个螺旋桨(6)转速降低，下面两个螺旋桨(6)转速增加，无人机翻转到水平的状态，此时螺旋桨(6)旋转平面平行于水平面，降低螺旋桨(6)转速，无人机向下降落至接近水面乃至没入水中。