未来感多旋翼陆空两用概念载具结构设计

这款概念载具的设计初衷，是填补短途跨场景通行的设备空白，面向园区巡检、复杂地形短途接驳、封闭区域快速通勤这类既需要短距空中越障、又需要地面平稳行驶的应用场景，区别于常规多旋翼无人机无法在地面持续稳定移动、普通地面代步设备无法跨越障碍的短板，实现陆空双模式的功能融合。从结构布局来看，载具主体采用一体化流线型承力壳体，上部设置的环形握持/搭载结构，既可以作为单人短途乘行时的扶手限位结构，也可作为小型任务载荷的安装基座，预留的安装平面可适配巡检摄像头、小型采样装置等不同功能模块，拓展实际使用场景。下部的轮组与旋翼采用共轴融合布局，三个轮体同时作为旋翼的防护外框，旋翼桨叶内置在轮体空腔内，地面行驶状态下，轮体接触地面作为行走轮，依靠轮毂内置的驱动单元实现地面移动，此时旋翼处于锁止状态，避免桨叶误转动带来的安全隐患；当需要跨越障碍或者短距空中移动时，旋翼解锁启动，轮体同时作为旋翼的防撞结构，避免桨叶在低空飞行时触碰周边障碍物，这种共轴融合的布局大幅压缩了设备整体尺寸，相比单独设置旋翼和行走轮的同类方案，整体体积缩减40%以上，更适合狭窄空间内的通行与收纳。外形设计上采用大曲率流线型曲面，主体承力结构从后部握持区域向前平滑延伸至前部轮组位置，曲面过渡处做了连续变半径处理，一方面降低空中飞行时的空气阻力，减少飞行状态下的紊流影响，另一方面一体化的曲面壳体没有突出的棱角结构，在人员近距离操作或者乘行时，不会出现尖锐结构磕碰的安全问题。尺寸边界方面，载具整体长度控制在800mm以内，宽度控制在600mm以内，地面行驶状态下高度不超过350mm，空中飞行状态下旋翼展开后的整体高度不超过400mm，可轻松放入常规车辆后备箱，也可通过普通宽度的人行通道，适配园区楼道、厂区车间通道这类狭窄通行场景。结构设计过程中，轮体与主体连接的悬臂结构做了等强度优化，悬臂从主体侧面向下平滑延伸至轮轴位置，截面从根部到轮轴位置逐步收窄，在保证轮组支撑强度、旋翼工作时结构抗振性能的前提下，尽可能降低结构自重，主体壳体内部预留了电池仓、控制模块的安装空间，各个模块的安装位置做了重心配平设计，让整机重心落在三个轮组构成的支撑三角形中心位置，保证地面停放、行驶时的稳定性，同时也让空中飞行时的重心与旋翼升力中心重合，降低飞控系统的配平难度。轮体采用中空结构设计，外圈包裹高摩擦系数的弹性材质，地面行驶时可过滤小幅颠簸，同时轮体的圆形结构作为旋翼防护圈时，可在发生轻微碰撞时通过自身形变吸收冲击能量，保护内部桨叶不受损坏。上部的环形握持结构内侧做了防滑纹理处理，人员手持搬运时可提供足够的摩擦力，同时环形结构的内径设置为120mm，可适配不同大小的挂载固定卡扣，方便快速搭载不同的任务设备。在功能切换的结构逻辑上，轮组的驱动与旋翼的驱动做了互锁设计，地面行驶模式下旋翼动力回路断开，仅轮组驱动单元工作，飞行模式下轮组的驱动切换为随动状态，不影响旋翼的转速控制，两种模式的切换通过结构上的挡位结构实现物理锁止，避免电子系统误判导致的模式误切换，提升设备使用的可靠性。整体结构没有多余的外露连接件，所有连接位置都做了曲面平滑处理，既降低飞行时的风阻，也避免外露螺丝、卡扣在使用过程中勾挂周边物体，适配复杂环境下的通行需求。