本發(fā)明屬于飛行器技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種共軸雙旋翼陸空兩用飛行器。

背景技術(shù)：

近年來，隨著地震、洪水等自然災(zāi)害的頻發(fā)，以及航拍需求的激增，小型多旋翼無人機(jī)的研發(fā)成為無人飛行器的關(guān)注熱點。小型多旋翼無人機(jī)具有成本低、耗能少、無人員傷亡風(fēng)險及可涉足較惡劣環(huán)境工作等優(yōu)點，目前在各個領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用，如低空偵察、氣象勘測、航空攝影等。然而現(xiàn)有多旋翼無人機(jī)普遍存在著質(zhì)量大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積大，裝載部件較多、不便于攜帶、不可折疊，對易損部件缺少保護(hù)、續(xù)航時間短、動力源較多、不易拆卸、大多一體化成型、成本較高、部件多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜以及狹窄空間無法飛行(最小飛行空間等于它的軸距)等缺點，難以滿足多元化的發(fā)展要求，因此有必要對現(xiàn)有技術(shù)中的多旋翼無人機(jī)進(jìn)行改進(jìn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，制造成本低，功能效果好的一種共軸雙旋翼陸空兩用飛行器。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下

一種共軸雙旋翼陸空兩用飛行器，包括機(jī)身、電機(jī)支架、直流電機(jī)a、直流電機(jī)b、蓄電池、細(xì)傳動軸、下齒輪、軸套a、粗傳動軸、上齒輪、軸套b、軸套c、下旋翼夾、下旋翼、軸套d、上旋翼夾、上旋翼；前輪支架、后輪支架、尾部電機(jī)和尾旋翼；其中，在機(jī)身內(nèi)部，電機(jī)支架與機(jī)身固定連接，直流電機(jī)a和直流電機(jī)b對稱地固定在電機(jī)支架兩側(cè)，蓄電池安放在電機(jī)支架中間的電池槽內(nèi)，細(xì)傳動軸與下齒輪通過鍵鏈接固定，粗傳動軸為中空結(jié)構(gòu)與上齒輪通過鍵連接固定，同時細(xì)傳動軸穿過粗傳動軸內(nèi)部，上、下齒輪通過軸套a隔開固定，粗傳動軸通過軸套b在機(jī)身內(nèi)部固定，粗、細(xì)兩傳動軸轉(zhuǎn)動互不干擾；在機(jī)身外部，粗傳動軸通過軸套c與機(jī)身再次固定，使粗傳動軸相對機(jī)身頂部保持垂直狀態(tài)，下旋翼夾通過銷釘固定在粗傳動軸外壁，在下旋翼上方，上旋翼夾通過銷釘固定在細(xì)傳動軸外壁，上、下旋翼夾中間通過軸套d固定，上、下旋翼的根部分別插入上、下旋翼夾水平相對設(shè)置的薄槽內(nèi)，并通過銷軸定位，銷軸與旋翼夾通過螺紋固定，旋翼能夠繞銷軸180度旋轉(zhuǎn)；兩個前輪支架對稱地固定在機(jī)身前端左右兩側(cè)面，再通過軸承與兩個前輪連接；后輪支架一端通過鍵與機(jī)身底座的尾部連接，后輪支架能夠繞連接軸旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)幅度為偏離機(jī)身頭尾方向水平中心軸30度，后輪支架另一端為一根橫軸通過軸承與兩個后輪連接；尾部電機(jī)安裝于機(jī)身尾部、尾旋翼直接與尾部電機(jī)的傳動軸固定，同速轉(zhuǎn)動。

進(jìn)一步地，直流電機(jī)a和直流電機(jī)b轉(zhuǎn)速相同，轉(zhuǎn)向相反。

進(jìn)一步地，當(dāng)機(jī)身頭尾方向水平中心軸與空間水平面平行時，前輪的下邊緣高于后輪的下邊緣。

進(jìn)一步地，兩個前輪之間的距離小于前、后輪之間的距離。

所述機(jī)身為流線型的設(shè)計，曲面過渡平滑，造型美觀以及優(yōu)質(zhì)的輕質(zhì)合金材料耐摔抗撞。

所述兩個直流電機(jī)為雙滾珠軸承設(shè)計，前后鑄鋁托蓋，由無縫鋼管精加工而成，具有結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量輕、噪聲小、功率轉(zhuǎn)速較大，并且采用高性能碳刷，比一般電機(jī)壽命長3倍。

所述蓄電池為鋰聚合物電池具有能量密度高、更小型化、超薄化、輕量化，以及高安全性和低成本等多種明顯優(yōu)勢，是一種新型電池。在形狀上，鋰聚合物電池具有超薄化特征，可以配合各種產(chǎn)品的需要，制作成任何形狀與容量的電池，外包裝為鋁塑包裝，有別于液態(tài)鋰電的金屬外殼，如膨脹等內(nèi)部質(zhì)量隱患可立即通過外包裝變形而顯現(xiàn)出來安全可靠。

本發(fā)明的有益效果為，提供了一種共軸雙旋翼陸空兩用飛行器，通過手柄紅外線遠(yuǎn)程遙控能實現(xiàn)飛行器在地面和空中的前進(jìn)、后退、上升、下降、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)等功能，用簡單的機(jī)械傳動實現(xiàn)多狀態(tài)的運動，減少了不必要的部件，節(jié)約了成本。另外，本發(fā)明的共軸雙旋翼陸空兩用飛行器結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，采用模塊化設(shè)計，各部分間定位精確，實現(xiàn)高精度配比。采用無基礎(chǔ)設(shè)計，拆卸運輸和維護(hù)裝配方便，使用靈活，操作簡單，適用于各類復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)，滿足多元化的發(fā)展要求。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的俯視圖。

圖2為本發(fā)明的正視圖。

圖3為本發(fā)明的左體圖。

圖4為本發(fā)明的內(nèi)部零件結(jié)構(gòu)圖。

圖5為本發(fā)明的前輪支架圖。

圖6為本發(fā)明的后輪支架圖。

圖7為本發(fā)明的旋翼夾圖。

圖中：1機(jī)身；2電機(jī)支架；3直流電機(jī)a；4直流電機(jī)b；5蓄電池；6細(xì)傳動軸；7下齒輪；8軸套a；9粗傳動軸；10上齒輪；11軸套b；12軸套c；13下旋翼夾；14下旋翼；15軸套d；16上旋翼夾；17上旋翼；18前輪支架；19后輪支架；20尾部電機(jī)；21尾旋翼。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

實施例1

如圖4所示，裝配共軸雙旋翼陸空兩用飛行器，包括從下向上依次安裝的電機(jī)支架2、直流電機(jī)a3、直流電機(jī)b4、蓄電池5、細(xì)傳動軸6、下齒輪7、軸套a8、粗傳動軸9、上齒輪10、軸套b11、軸套c12、下旋翼夾13、下旋翼14、軸套d15、上旋翼夾16、上旋翼17。還有前輪支架18、后輪支架19、尾部電機(jī)20、尾旋翼21。

使用方法：

1.陸上行駛

前進(jìn)：由于后輪支架19安裝在機(jī)身底部而前輪支架18安裝在機(jī)身側(cè)面，使整個機(jī)身向前傾斜，傳動軸也向前傾斜從而導(dǎo)致上下旋翼的旋轉(zhuǎn)平面向前傾斜，產(chǎn)生的升力有向前的分量，這個分力就是飛行器在陸地前進(jìn)的動力。但要保證飛行器在陸地穩(wěn)定的前進(jìn)不左右旋轉(zhuǎn)，還需控制兩個因素：1)因為摩擦因數(shù)u和相對速度v是有關(guān)系的,而且v越快u越大,原因在于u體現(xiàn)在對物體加速度的影響,而加速度是單位時間內(nèi)速度的改變,由于物體速度的加快,相當(dāng)于單位時間內(nèi)加大了物體與接觸面粗糙面的碰撞次數(shù),即摩擦強(qiáng)度,變相的增加了接觸面的粗糙度,故而宏觀表現(xiàn)為u值變大。用遙控器控制直流電機(jī)a3和直流電機(jī)b4同速反向旋轉(zhuǎn)(直流電機(jī)a3逆時針旋轉(zhuǎn)，直流電機(jī)b4順時針旋轉(zhuǎn)并且相對傳動軸對稱地固定)，這樣左右電機(jī)外殼接觸面的摩擦因數(shù)u大小始終相等，所以左右電機(jī)轉(zhuǎn)子受到的摩擦力大小相等方向相反，可以平衡由于電機(jī)轉(zhuǎn)子與電機(jī)外殼產(chǎn)生的摩擦力而導(dǎo)致的整個機(jī)身旋轉(zhuǎn)。2)由于直流電機(jī)a3與下齒輪7嚙合，下齒輪7帶動細(xì)傳動軸6，細(xì)傳動軸6帶動上旋翼17，所以上旋翼17順時針旋轉(zhuǎn)；而直流電機(jī)b4與上齒輪10嚙合，上齒輪10帶動粗傳動軸9，粗傳動軸9帶動下旋翼14，所以下旋翼14逆時針旋轉(zhuǎn)。旋翼旋轉(zhuǎn)會切割空氣，空氣會給旋翼反方向的旋轉(zhuǎn)力，導(dǎo)致整個機(jī)身相對旋翼反方向旋轉(zhuǎn)。上下旋翼(鏡面對稱)同速反向旋轉(zhuǎn)，這樣空氣對旋翼的旋轉(zhuǎn)阻力可以相互抵消，機(jī)身就會保持穩(wěn)定不打轉(zhuǎn)。用遙控器控制兩電機(jī)轉(zhuǎn)速低于臨界轉(zhuǎn)速(飛行器在空中懸停時電機(jī)的轉(zhuǎn)速)旋轉(zhuǎn)，這樣上下旋翼產(chǎn)生的合升力小于飛行器的重力，飛行器就會在陸地上穩(wěn)定前進(jìn)。

逆時針旋轉(zhuǎn)：通過遙控器控制直流電機(jī)b4減小其轉(zhuǎn)速(直流電機(jī)a3轉(zhuǎn)速不變)，這樣直流電機(jī)b外殼內(nèi)表面的摩擦因數(shù)u減小，轉(zhuǎn)子受到的摩擦力減小，根據(jù)牛頓第三定律，直流電機(jī)b外殼受到的摩擦力同樣減小從而小于直流電機(jī)a外殼受到的摩擦力，所以使整個機(jī)身逆時針旋轉(zhuǎn)。另一方面減小直流電機(jī)b轉(zhuǎn)速會使下旋翼14轉(zhuǎn)速減小，受到順時針的空氣阻力減小，同樣使整個機(jī)身逆時針旋轉(zhuǎn)。

順時針旋轉(zhuǎn)：通過遙控器控制直流電機(jī)a3減小其轉(zhuǎn)速(直流電機(jī)b4轉(zhuǎn)速不變)，這樣直流電機(jī)a外殼內(nèi)表面的摩擦因數(shù)u減小，轉(zhuǎn)子受到的摩擦力減小，根據(jù)牛頓第三定律，直流電機(jī)a外殼受到的摩擦力同樣減小從而小于直流電機(jī)b外殼受到的摩擦力，所以使整個機(jī)身順時針旋轉(zhuǎn)。另一方面減小直流電機(jī)a轉(zhuǎn)速會使上旋翼17轉(zhuǎn)速減小，受到逆時針的空氣阻力減小，同樣使整個機(jī)身順時針旋轉(zhuǎn)。

2.空中飛行

上升或下降：用遙控器控制兩電機(jī)轉(zhuǎn)速高于或低于臨界轉(zhuǎn)速(飛行器在空中懸停時電機(jī)的轉(zhuǎn)速)旋轉(zhuǎn)，這樣上下旋翼產(chǎn)生的合升力大于或小于飛行器的重力，飛行器就會在空中上升或下降。(由于整個機(jī)身重心的設(shè)計，飛行器在空中飛行時機(jī)身、傳動軸、旋翼旋轉(zhuǎn)平面處于水平狀態(tài)，上下旋翼產(chǎn)生的升力垂直向上)

逆時針旋轉(zhuǎn)：飛行器在空中懸停的狀態(tài)下通過遙控器控制直流電機(jī)b4減小其轉(zhuǎn)速(直流電機(jī)a3轉(zhuǎn)速不變)，這樣直流電機(jī)b外殼內(nèi)表面的摩擦因數(shù)u減小，轉(zhuǎn)子受到的摩擦力減小，根據(jù)牛頓第三定律，直流電機(jī)b外殼受到的摩擦力同樣減小從而小于直流電機(jī)a外殼受到的摩擦力，所以使整個機(jī)身逆時針旋轉(zhuǎn)。另一方面減小直流電機(jī)b轉(zhuǎn)速會使下旋翼14轉(zhuǎn)速減小，受到順時針的空氣阻力減小，同樣使整個機(jī)身逆時針旋轉(zhuǎn)。

順時針旋轉(zhuǎn)：飛行器在空中懸停的狀態(tài)下通過遙控器控制直流電機(jī)a3減小其轉(zhuǎn)速(直流電機(jī)b4轉(zhuǎn)速不變)，這樣直流電機(jī)a外殼內(nèi)表面的摩擦因數(shù)u減小，轉(zhuǎn)子受到的摩擦力減小，根據(jù)牛頓第三定律，直流電機(jī)a外殼受到的摩擦力同樣減小從而小于直流電機(jī)b外殼受到的摩擦力，所以使整個機(jī)身順時針旋轉(zhuǎn)。另一方面減小直流電機(jī)a轉(zhuǎn)速會使上旋翼17轉(zhuǎn)速減小，受到逆時針的空氣阻力減小，同樣使整個機(jī)身順時針旋轉(zhuǎn)。

前進(jìn)：用遙控器控制尾部電機(jī)逆時針旋轉(zhuǎn)帶動尾旋翼逆時針旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生向上的力(升力)，導(dǎo)致整個機(jī)身低頭從而產(chǎn)生向前的分力使飛行器前進(jìn)。

后退：用遙控器控制尾部電機(jī)順時針旋轉(zhuǎn)帶動尾旋翼順時針旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生向下的力(降力)，導(dǎo)致整個機(jī)身抬頭從而產(chǎn)生向后的分力使飛行器后退。

本發(fā)明專利結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，易于裝配，功能齊全，能實現(xiàn)陸空兩用，有較好的發(fā)展前景。