[发明专利]一种组合式陆空两栖无人机

说明书

本发明公开了一种组合式陆空两栖无人机，由两架结构相似的四旋翼无人机组成，包括上无人机，下无人机、对接结构以及万向轮运动机构。在上无人机底部安装有视觉传感器，识别下无人机顶部的Apriltag二维码来实现对接过程中的定位与导航。对接结构采用杆‑锥式，通过位于上方无人机锥形导向槽内的失电型电磁铁和下方无人机导向杆上的铁片相互吸引实现两无人机的连接。该组合式两栖无人机能够实现陆域和空域的两栖运动，既能通过飞行越过复杂地形和障碍，也能通过地面运动来降低能耗，延长续航里程。除此之外，组成组合体的两架无人机均可以独立执行任务，进一步扩大了其执行任务的范围。

技术领域

本发明属于机器人技术领域，涉及一种无人机，具体是指一种组合式陆空两栖无人机

背景技术

近些年来，随着传感器技术，微电子处理器和无线通讯技术的迅速发展，无人设备渐渐取代人类进入了现代战争，抗险救灾和深空探测等诸多领域。与载人设备相比，无人设备不需要考虑人员伤亡，设计时完全以任务为中心，成本低廉，配置灵活，具有巨大的发展潜力和光明的应用前景。目前无人设备主要有无人机和无人车两种。

无人机能够飞行，跨越高山，峡谷，悬崖等复杂的地形，拥有更大的探测范围和更强的地形适应能力。但是无人机的飞行需要克服重力的影响，导致其能量消耗更快，续航时间不足。无人车续航时间久，能量利用效率更高，然而跨越障碍的能力弱，工作范围受限。

综上所述，无人机和无人车各有优缺点，而陆空两栖无人机结合了无人机和wurenc1的优点，既能在不必要的时候采用地面运动模式降低能量消耗，又能在必要时起飞以越过复杂地形，是未来无人机的重要发展方向。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种组合式陆空两栖无人机，其由两架无人机组成，通过上方无人机导向槽内的失电型电磁铁和下方无人机导向杆上的铁片相互吸引实现两无人机的连接。在下方无人机底部安装了一个万向轮，可以在地面上实现x，y方向和偏航角方向的三自由度运动。该组合式两栖无人机能够实现陆域和空域的运动，既能通过飞行越过复杂地形和障碍，也能通过地面运动来降低能耗，延长续航里程。除此之外，组成组合体的两架无人机均可以独立执行任务，进一步扩大了其执行任务的范围。

为了实现上述目的，本发明提供的技术方案是：一种组合式陆空两栖无人机，它包括上无人机、下无人机、对接结构以及地面运动机构；其中上无人机与下无人机通过对接结构进行自主对接和分离，所述下无人接上安装有地面运动机构了，上无人机与下无人机利用对接机构组合后通过地面运动机构进行地面运动；所述对接结构包括导航模块，导向模块，锁紧模块以及对接完成判定模块；其中，所述所述导航模块由安装在上无人机底部的单目相机和安装在下无人机顶部的AprilTag靶标组成；所述导向模块为锥-杆式，包括安装在上无人机的导向槽和安装在下无人机上的导向杆。

作为优选的一种技术方案，所述上无人机与下无人机采用相同的机架设计。

作为优选的一种技术方案，所述机架包括机臂和机架板，所述机臂固定在机架板上，所述机臂用来安装电机，采用中空的碳纤维杆件，所述机架板由两层碳纤维板构成，

作为优选的一种技术方案，所述碳纤维板进行了镂空处理。

作为优选的一种技术方案，所述上无人机与下无人机均为完整的四旋翼无人机，包括控制系统、传感器系统、能源系统、动力系统、通讯系统。

作为优选的一种技术方案，所述导向槽为喇叭形，喇叭壁采用镂空设计，采用3d打印的方式加工完成，导向杆由碳纤维杆件和3d打印的连接件组成。

作为优选的一种技术方案，所述锁紧结构包括失电型电磁铁以及衔铁，失电型电磁铁用螺栓固定在所述导向槽内部，衔铁胶接在所述导向杆顶端。

作为优选的一种技术方案，所述对接完成判定模块包括弹簧和衔铁，弹簧胶接于所述导向槽内，套在失电型电磁铁上。