全地形越障陆空侦察车

姜鹏瀚+陈昱玮+鄢慧敏

【摘 要】本研究项目是研发一款具备地面运动能力和空中飞行能力的小型陆空全自主侦查车，集越野车灵活机动的优越性以及旋翼机的飞行稳定性优势于一身，适应于山区、森林及受灾城区等恶劣环境。可灵活转换越野车模式与四旋翼模式，全地形下以第一人称视角快速越野至侦察区域进行空中侦察任务。针对不同复杂情况下的侦察任务要求，能够方便快捷完成任务。

【关键词】无人机；陆空；侦查

【Abstract】this research project is to develop a ground motion with ability and the ability of autonomous flight of small air reconnaissance vehicles， off-road vehicles set flexible superiority and rotorcraft flight stability advantages， adapt to the mountains， the forest and the affected urban environment. The utility model can be flexibly converted into a cross-country vehicle mode and a four rotor mode， and an aerial reconnaissance task is carried out from the first person perspective to the reconnaissance area under the full terrain. According to the requirements of reconnaissance tasks under different complicated circumstances， the task can be accomplished quickly and conveniently.

【Key words】UAV； Air； Investigation

0 引言

目前各国都有对陆空双系统的开发，其研究的重点对象大多放在飞行汽车上，却忽略了该平台优越的机动性能和陆空模式切换的便利性也同样适用于小型无人车上。

在军事领域，首先摧毁敌方的战略目标在军事行动中是十分重要的，而这就需要先知道这些目标的情况。在现代科学技术发展的今天，靠在空中进行对敌侦察是十分困难的，一是在未知的环境下，贸然起飞无人机进行侦查可能会暴露目标，而地面车辆雷达一般侦测不到，具有隐蔽性；二是野外环境复杂，不像城市或者郊区的路面情况，军用车辆无法随心所欲的进入任何一个地方，使用小型侦查设备就能改变这一局面。

在民用领域，主要用于对受灾区域的侦查。比起地面侦查和空中侦察，地面、空中双侦查系统的运用集两项侦查优点于一身，既可以深入受灾地区，侦查恶劣的地面受灾情况，也可以在空中侦查整体受灾情况，适用性更强。

1 主要内容

关于无人侦查车的各项设计内容分别是：

（1）车轮和电机的融合：全地形越障陸空侦察车是大核心研究内容是将轮毂部分所占的空间释放出来，安装上电机，并将轮毂外形设计为能正好容纳下螺旋桨的大小，使得螺旋桨旋转和车轮旋转互不干扰，传动的形式和零件的选用是一大难点，良好的设计结构能使无人侦察车应付复杂的环境，减少故障率，使实用性更大程度的提高。

（2）飞机整体结构：第一是全地形越障陆空无人侦查车需要设计理想的飞机整体外形，包括四轴机身、车轮及其他附属设备的协调与平衡，实现在自主侦查任务中保证机身的强度和稳定性。第二是保证车平台与旋翼平台较好的结合起来，使之节约成本又提高了可利用价值。第三是对车平台细节调整，包括机体重力平衡、车轮转速以及桨速协调，全机身防震等，实现飞行过程中的稳定飞行，提高实用价值。

（3）运动机构：在飞行模式下，是用航模飞机电控方式控制电机转速，使其实现飞行机动。在地面模式下，是用航模飞机电控方式控制电机转速，实现前进后退，使用伺服舵机改变前轮方向，实现转向。

（4）实用性调研：在已有的飞行平台上，通过对飞控的改写，开发多种功能，将全地形越障陆空侦察车真正参与到民用或者军用中去。

1.1 越野平台参数

整车制造材料采用高强度，高透光度的亚克力板；装配过程采用铜柱和3D打印材料进行固定；传动设备则完全采用3D打印零件进行装配；飞机设计自重1000g。

越障车平台不仅搭载地面动力设备，还搭载飞行平台和任务设备，需要高强度抗弯、抗扭特性，故采用上下板结合来作为平台。整个车平台的大小为265*265mm，高度为172mm。设计地面越野最大前进速度为5m/s。

1.2 旋翼平台参数

飞行动力采用RS2205-S动力套装，搭配6寸螺旋桨，单个电机最高可提供1.2KG推力，来满足不同任务要求和空中姿态的灵活转变。

1.3 两平台融合

整机分为越障车平台，旋翼飞行平台和两平台配合部件三部分；其中越障车平台采用后轮驱动提供动力，前轮旋转改变车状态下的转向；旋翼平台固定在车平台上，提供平稳动力输出；配合结构采用大车轮外齿轮传动，旋翼电机内置形式。整机制造材料采用高强度，高透光度的亚克力板；装配过程采用铜柱和3D打印材料进行固定；传动设备则完全采用3D打印零件进行装配。

为了达到越野车平台和旋翼平台的合理，地形越障陆空侦察车将轮毂部分所占的空间释放出来，安装上电机，并将轮毂外形设计为能正好容纳下螺旋桨的大小，使得螺旋桨旋转和车轮旋转互不干扰，结构更紧凑，减小了整体尺寸。电机固定在车平台的四个边角，来提供平稳的动力输出。车轮与机身的固定采用3D打印零件来实现，并实现车动力的传动和车的转向。车轮动力传动采用齿轮啮合传动，最终带动车轮外的大内齿轮转动

2 结论

无人侦察车通过实现电机和车轮的融合，减小车辆体积，减轻车体重量，可在绝大多数复杂环境下安全飞行或者行驶，并可根据现实情况改变模式，实现全地形侦查，另外本机器车加载有飞控设备，对飞控系统的进一步研发可实现全自主进行侦查任务。

继续研发在军用和民用可以发挥更大的作用，比如对敌侦察和救灾上。

【参考文献】

[1]夏红梅.国外陆空两栖平台发展研究，广州：船舶电子工程，2017（4）.

[2]王拖连.陆空两用飞行汽车发展现状与展望，太原：公路与汽运，2011（4）.

[责任编辑：朱丽娜]