一种多用途仿生无人直升机

技术领域

本发明涉及仿生无人机的技术领域，特别是涉及一种多用途仿生无人直升机。

背景技术

无人直升机是一种无人驾驶的可以做低空、低速和机头方向不变的机动飞行，能够在小面积场地实现垂直起降的一种飞行器，操作人员只需要根据地面站获取的数据，实现在地面远程操作。广泛应用于侦查、森林防火、地质勘探、电力巡查，农业植保等领域。一般无人直升机有单旋翼无人直升机，共轴双桨无人直升机，纵列双桨无人直升机，通常这些无人直升机对起降场地有一定要求，对于一些地面高度差较明显，例如坡度较大的山地，无法完成起降作业；无人直升机降落后自身无法移动，需要借助外部动力拖拽转运；起落架高度不可调，在一些特殊场合无法更好的满足作业要求，无法实现外部载荷挂载的多样性。

现有技术中申请号为CN201720134064.X的中国实用新型专利涉及一种仿生无人侦察直升机，包括机身、GPS定位系统、高清摄像头、机械臂、机械爪、太阳能电池和超声波损伤探头；能够自由抓取落点，在任意角度面上降落，有较高的隐蔽性和安全性。

但是上述装置在实际使用中还存在以下问题：第一，上述装置在野外降落时，对于坑洼地面降落时机身会受降落地面状态影响，导致机身倾斜，对机身的稳定性和后续二次起升过程造成影响；第二，上述装置自身不具备地面移动能力，在转场或移动出入库时需要依靠人工或机械进行辅助运输，增加了操作人员的劳动强度。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种通过多组前后摆动装置、多组上下摆动装置和多组左右摆动装置使机身具备地面行走能力并能够对机身整体的水平高度进行调节，使机身能够在坑洼地面保持自身水平，提高了装置的实用性的一种多用途仿生无人直升机。

本发明的一种多用途仿生无人直升机，包括机身和桨叶，桨叶安装在机身上；还包括多组仿生腿，仿生腿由前后摆动装置、上下摆动装置和左右摆动装置组成，多组前后摆动装置对称安装在机身的下部，上下摆动装置安装在前后摆动装置上，左右摆动装置安装在前后摆动装置上并与上下摆动装置连接；通过多组前后摆动装置、多组上下摆动装置和多组左右摆动装置使机身具备地面行走能力并能够对机身整体的水平高度进行调节，使机身能够在坑洼地面保持自身水平，提高了装置的实用性。

优选的，前后摆动装置包括安装板、动力一、支腿座、安装架和支撑板，机身的下端面上连接有安装板，安装板的侧面安装有多组动力一，动力一的输出端穿过安装板的上端面与支腿座连接，支腿座上前后分别安装有一组安装架，支撑板安装在支腿座上位于两组安装架之间，上下摆动装置和左右摆动装置分别安装在两组安装架上；开启动力一将动力传输至支腿座带动支腿座转动，从而带动上下摆动装置和左右摆动装置跟随支腿座在水平方向上围绕动力一转动。

优选的，上下摆动装置包括动力二、主支腿和主支腿座，后侧安装架的后端面上安装有动力二，动力二的输出端穿过后侧安装架的前端面与支撑板的后端面连接，主支腿座套装在动力二的输出端上位于支撑板和后侧安装架之间，主支腿安装在主支腿座上；开启动力二将动力传输至主支腿座带动主支腿座旋转，从而带动主支腿和主支腿所连接的工件上下摆动，配合前后摆动装置使机身在地面上具备前后移动能力。

优选的，左右摆动装置包括动力三、驱动架、第一连接杆座、连接杆、第二连接杆座、小支腿、小支腿支撑座和地脚，前侧安装架的前端面上安装有动力三，动力三的输出端穿过前侧安装架的后端面与支撑板的前端面连接，驱动架套装在动力三的输出端上，第一连接杆座与驱动架连接并能够在驱动架上转动，连接杆的一端与第一连接杆座连接，主支腿座的移动端上连接有小支腿支撑座，小支腿支撑座与小支腿的中部连接，小支腿能够在小支腿支撑座上转动，小支腿的上部与第二连接杆座连接，第二连接杆座能够在小支腿的上部转动，连接杆的另一端与第二连接杆座连接，小支腿的下部安装有地脚；开启动力三将动力传输至驱动架带动驱动架旋转，通过驱动架、第一连接杆座、连接杆和第二连接杆座将动力传输至小支腿的上部，带动小支腿围绕自身中部与小支腿支撑座连接处旋转，从而带动地脚进行转动。

优选的，机身上设置有无人机综合控制系统，每组仿生腿上的动力一、动力二、动力三三者通过无人机综合控制系统整体协同控制；通过无人机综合控制系统对多组仿生腿上的动力一、动力二和动力三协同控制，使机身能够在水平面上任何方向自由移动，对于地面转运，进出库过程无需借助外力进行托运，降低了运输人员的劳动强度；并能够在飞行状态和降落状态下控制仿生腿的姿态，有效降低飞机横截面阻力，优化无人直升机飞行性能。

优选的，机身上设置有地形雷达，地形雷达将扫描信号传输至综合控制系统；伴随着飞行姿态变化通过地形雷达对地形数据进行采集，并将信息传输至无人机综合控制系统，无人机综合控制系统根据地形变化实时控制仿生腿的空间位置，使仿生无人直升机能够适应多地形起降，防止无人直升机发生侧翻以及打桨事故，保证无人机安全。

优选的，小支腿上设置有多组第一镂空机构；通过上述设置，有利于减少小支腿的自重，有利于减低整体重量，方便飞行。

优选的，第一镂空机构的形状为三棱柱；通过上述设置，有利于在降低小支腿自重的情况下，提高小支腿的结构强度。

优选的，驱动架上设置有多组第二镂空机构；通过上述设置，有利于减少驱动架的自重，有利于减低整体重量，方便飞行。

优选的，第二镂空机构的形状为三棱柱；通过上述设置，有利于在降低驱动架自重的情况下，提高驱动架的结构强度。

与现有技术相比本发明的有益效果为：通过多组前后摆动装置、多组上下摆动装置和多组左右摆动装置使机身具备地面行走能力并能够对机身整体的水平高度进行调节，使机身能够在坑洼地面保持自身水平，提高了装置的实用性。

附图说明

图1是本发明的轴测结构示意图；

图2是仿生腿的第一轴测结构示意图；

图3是仿生腿的第二轴测结构示意图；

图4是仿生腿的第三轴测结构示意图；

附图中标记：1、机身；2、桨叶；3、动力一；4、动力二；5、动力三；6、主支腿；7、连接杆；8、小支腿；9、地脚；10、支腿座；11、安装板；12、安装架；13、主支腿座；14、驱动架；15、第一连接杆座；16、第二连接杆座；17、小支腿支撑座；18、支撑板。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

实施例1

如图1、图2、图3和图4所示；首先在地面行走移动过程中，开启动力一3将动力传输至支腿座10带动支腿座10转动，从而带动上下摆动装置和左右摆动装置跟随支腿座10在水平方向上围绕动力一3转动，然后开启动力二4将动力传输至主支腿座13带动主支腿座13旋转，从而带动主支腿6和主支腿6所连接的工件上下摆动，之后开启动力三5将动力传输至驱动架14带动驱动架14旋转，通过驱动架14、第一连接杆座15、连接杆7和第二连接杆座16将动力传输至小支腿8的上部，带动小支腿8围绕自身中部与小支腿支撑座17连接处旋转，从而带动地脚9进行转动。

前后摆动装置包括安装板11、动力一3、支腿座10、安装架12和支撑板18，机身1的下端面上连接有安装板11，安装板11的侧面安装有多组动力一3，动力一3的输出端穿过安装板11的上端面与支腿座10连接，支腿座10上前后分别安装有一组安装架12，支撑板18安装在支腿座10上位于两组安装架12之间，上下摆动装置和左右摆动装置分别安装在两组安装架12上。

上下摆动装置包括动力二4、主支腿6和主支腿座13，后侧安装架12的后端面上安装有动力二4，动力二4的输出端穿过后侧安装架12的前端面与支撑板18的后端面连接，主支腿座13套装在动力二4的输出端上位于支撑板18和后侧安装架12之间，主支腿6安装在主支腿座13上。

左右摆动装置包括动力三5、驱动架14、第一连接杆座15、连接杆7、第二连接杆座16、小支腿8、小支腿支撑座17和地脚9，前侧安装架12的前端面上安装有动力三5，动力三5的输出端穿过前侧安装架12的后端面与支撑板18的前端面连接，驱动架14套装在动力三5的输出端上，第一连接杆座15与驱动架14连接并能够在驱动架14上转动，连接杆7的一端与第一连接杆座15连接，主支腿座13的移动端上连接有小支腿支撑座17，小支腿支撑座17与小支腿8的中部连接，小支腿8能够在小支腿支撑座17上转动，小支腿8的上部与第二连接杆座16连接，第二连接杆座16能够在小支腿8的上部转动，连接杆7的另一端与第二连接杆座16连接，小支腿8的下部安装有地脚9。

机身1上设置有无人机综合控制系统，每组仿生腿上的动力一3、动力二4、动力三5三者通过无人机综合控制系统整体协同控制。

还包括多组仿生腿，仿生腿由前后摆动装置、上下摆动装置和左右摆动装置组成，多组前后摆动装置对称安装在机身1的下部，上下摆动装置安装在前后摆动装置上，左右摆动装置安装在前后摆动装置上并与上下摆动装置连接，通过无人机综合控制系统控制多组仿生腿上的动力一3、动力二4和动力三5协同工作，使机身1具备地面移动能力，使机身1在短距离地面移动时无需依赖运输设备托运。

实施例2

在实施例一的基础上改进，包括地形雷达，地形雷达设置在机身1上；通过地形雷达将地面信息进行实时扫描，保证无人直升机的起降和飞行安全；伴随着飞行姿态变化通过地形雷达对地形数据进行采集，并将信息传输至无人机综合控制系统，无人机综合控制系统根据地形变化实时控制仿生腿的空间位置，使仿生无人直升机能够适应多地形起降，防止无人直升机发生侧翻以及打桨事故。

机身1上设置有地形雷达，地形雷达将扫描信号传输至综合控制系统。

如图1至图4所示，本发明的一种多用途仿生无人直升机，其在工作时，首先在地面行走移动过程中，开启动力一3将动力传输至支腿座10带动支腿座10转动，从而带动上下摆动装置和左右摆动装置跟随支腿座10在水平方向上围绕动力一3转动，然后开启动力二4将动力传输至主支腿座13带动主支腿座13旋转，从而带动主支腿6和主支腿6所连接的工件上下摆动，之后开启动力三5将动力传输至驱动架14带动驱动架14旋转，通过驱动架14、第一连接杆座15、连接杆7和第二连接杆座16将动力传输至小支腿8的上部，带动小支腿8围绕自身中部与小支腿支撑座17连接处旋转，从而带动地脚9进行转动；并通过仿生雷达对地面信息进行采集，将信息传输至综合控制系统，由综合控制系统根据地面信息控制每组仿生腿上动力一3、动力二4和动力三5进行协同工作。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。