可变体跨介质无人艇

摘要

本发明提供可变体跨介质无人艇，跨介质无人艇包括主船体，设置在主船体两侧的侧船体，以及推进器；侧船体能够相对于主船体进行翻转动作，这样侧船体相对于主船体可具有不同的朝向姿态，使得无人艇能够进行变体，实现空中高速飞行、水面节能航行、水下隐蔽潜行的跨介质航行功能；并利用推进器在无人艇处于不同运动状态时，对无人艇提供合适的动力推进模式，提高无人艇在水面、水下和空中不同介质域中的动力推动匹配性和可靠性。

权利要求

1.可变体跨介质无人艇，包括：主船体，分别设置在所述主船体两侧的侧船体，设置在所述主船体后部的尾舵，设置在所述主船体下方或后侧的推进器，所述侧船体横剖面为翼型并且能够相对于所述主船体进行翻转动作，所述尾舵能够绕主船体纵轴进行旋转动作，所述主船体的两侧分别设置有机翼翼根，所述机翼翼根的一端与所述主船体的侧面连接，另一端与所述侧船体连接，其特征在于：当两个所述侧船体翻转至所述主船体两侧，并与所述主船体组成三体船构型时，所述跨介质无人艇处于水面航行模式；其中，所述三体船构型是指两个侧船体翻转至与所述主船体相互平行时对应的构型；当所述跨介质无人艇处于水面航行模式时，所述机翼翼根和所述侧船体分别进行动作，使得所述机翼翼根呈水平展开状态和所述侧船体呈竖直朝向并且相对于所述主船体的长度方向平行设置；所述主船体与所述侧船体由所述机翼翼根相连，整体组成三体船构型；

当两个所述侧船体相对所述主船体展开时，所述跨介质无人艇处于飞行模式，两个所述侧船体构成所述主船体两侧的机翼；当所述跨介质无人艇处于飞行模式时，所述机翼翼根和所述侧船体分别进行动作，使得所述机翼翼根和所述侧船体均呈水平展开状态，构成所述主船体两侧的机翼；

当两个所述侧船体翻转至与所述主船体的两侧面贴合时，所述跨介质无人艇处于潜航模式，两个所述侧船体构成所述主船体两侧向外的舵或侧鳍；

当所述跨介质无人艇处于潜航模式时，所述机翼翼根和所述侧船体分别进行动作，使得所述机翼翼根和所述侧船体均翻转至与所述主船体两侧面贴合；

当所述侧船体翻转后与所述主船体侧面贴合时，所述侧船体前缘贴合所述主船体侧面，所述侧船体后缘倾斜向下且向外，构成所述跨介质无人艇潜航时的侧鳍或尾舵；当所述跨介质无人艇处于潜航模式时，所述尾舵旋转至所述跨介质无人艇尾部上下两侧，与所述侧船体后缘共同构成所述跨介质无人艇潜航的尾舵；

所述推进器在所述跨介质无人艇处于水面航行模式、飞行模式或潜航模式时，进行不同的工作模式切换；

所述尾舵在所述跨介质无人艇处于水面航行模式、飞行模式或潜航模式时，分别进行不同的朝向切换。

2.根据权利要求1所述的可变体跨介质无人艇，其特征在于，所述机翼翼根能够相对于所述主船体进行折叠和旋转动作，所述侧船体能够相对于所述机翼翼根进行折叠和旋转动作。

3.根据权利要求1所述的可变体跨介质无人艇，其特征在于，当所述跨介质无人艇处于水面航行模式时，所述机翼翼根和所述侧船体分别进行动作，使得所述机翼翼根呈水平展开状态和所述侧船体呈竖直朝向并且相对于所述主船体的长度方向平行设置；

所述侧船体横剖面为翼型，厚度较大的翼型前缘在上，厚度较小的翼型后缘在下；所述尾舵旋转至所述跨介质无人艇尾部上下两侧，上侧的尾舵处于空气中，作为所述跨介质无人艇的风帆，为所述跨介质无人艇水面航行提供前进和转向的动力；下侧的尾舵处于水中，作为所述跨介质无人艇的尾舵对航行进行控制。

4.根据权利要求1所述的可变体跨介质无人艇，其特征在于，当所述跨介质无人艇处于飞行模式时，所述机翼翼根和所述侧船体分别进行动作，使得所述机翼翼根和所述侧船体均呈水平展开状态，构成所述主船体两侧的机翼；

当所述跨介质无人艇处于飞行模式在水面航行时，所述侧船体作为机翼产生向上升力，从而使所述跨介质无人艇向上抬升；当所述跨介质无人艇加速至机翼产生相应大小的升力时，所述跨介质无人艇完全脱离水面，并处于空中飞行状态；

当所述跨介质无人艇处于飞行模式时，所述尾舵旋转至所述主船体两侧并倾斜向上，构成所述跨介质无人艇的尾翼。

5.根据权利要求2所述可变体跨介质无人艇，其特征在于，当所述跨介质无人艇处于飞行模式时，所述推进器处于喷气推进模式；当所述跨介质无人艇处于水面航行模式或潜航模式时，所述推进器处于喷水推进模式。

6.根据权利要求5所述的可变体跨介质无人艇，其特征在于，还包括分别位于所述主船体的头部和尾部的前舱室和后舱室；所述前舱室与所述后舱室相互连通；当所述推进器处于喷气推进模式时，对所述前舱室和所述后舱室进行空气传输调制；当所述推进器处于喷水推进模式时，对所述前舱室和所述后舱室进行水传输调制。

7.根据权利要求1所述的可变体跨介质无人艇，其特征在于，还包括可隐藏式风帆，设置在所述主船体的后侧，能够相对于所述主船体进行折叠动作；所述可隐藏式风帆能够利用风力推动所述跨介质无人艇运动或者进行发电；

或者，所述主船体内部设置有燃油发电机，用于进行发电。

8.根据权利要求7所述的可变体跨介质无人艇，其特征在于，还包括太阳能光伏薄膜和波浪发电设备；所述太阳能光伏薄膜设置在所述主船体表面和所述隐藏式风帆表面；所述波浪发电设备设置在所述侧船体与所述主船体的连接处。

9.根据权利要求8所述的可变体跨介质无人艇，其特征在于，还包括储能设备；所述储能设备与所述可隐藏式风帆、所述太阳能光伏薄膜、所述波浪发电设备和所述燃油发电机连接，用于存储电能。

说明书

可变体跨介质无人艇

【技术领域】

[0001] 本发明涉及无人艇的技术领域，尤其涉及可变体跨介质无人艇。【背景技术】

[0002] 面对复杂的海洋环境和跨介质域执行任务的需求，现有海洋装备具有各自优势的同时也存在以下不足：空中航行器可以高速抵达任务地点，但是由于携带能源有限无法满足长续航需求；水面航行器在续航上受体型变化影响较大，目前已有部分研究将探测器装备与舰船底部进行水下探测，这样更加挤压储能空间，且其快速性远不如空中航行器，应对突发情况较为迟钝；水下潜航器拥有最佳的隐蔽性与水下探测能力，但其同样受制约于续航时长与快速性。目前，跨介质航行器较好地结合空中航行器、水面航行器和水下潜航器的优势，拥有空中航行器的快速性以及水下潜航器的隐蔽性，但是现有的跨介质航行器体积较小、承载重量较轻，无法满足长续航和远海独立执行任务的需求。【发明内容】

[0003] 本发明的目的在于提供可变体空水两用的跨介质无人艇，包括主船体，分别设置在主船体两侧的侧船体，设置在主船体下方或后侧的推进器；侧船体能够相对于主船体进行翻转动作，这样侧船体相对于主船体可具有不同的朝向姿态，使得无人艇能够进行变体，实现空中高速飞行、水面节能航行、水下隐蔽潜行的跨介质航行功能；并利用推进器在无人艇处于不同运动状态时，对无人艇提供合适的动力推进模式，提高无人艇在水面、水下和空中不同介质域中的动力推动匹配性和可靠性。

[0004] 具体而言，当跨介质无人艇处于飞行模式时，位于主船体左右两侧的侧船体展开以此提供向上升力，此时推进器通过喷气向无人艇提供向前推动力；当跨介质无人艇处于水面航行模式时，位于主船体左右两侧的侧船体翻转折叠至主船体两侧，与主船体组成三体船构型，此时无人艇可依靠推进器或者可隐藏式风帆提供动力，从而在水面上航行；当跨介质无人艇处于潜航模式时，位于主船体左右两侧的侧船体翻转折叠至与主船体贴合或者收纳至主船体内，此时推进器通过喷水向无人艇提供向前推动力。

[0005] 本申请提供的跨介质无人艇对两侧船体进行变体设计，实现跨介质航行和进一步减阻增程的效果；一方面，两侧船体能够进行翻转折叠，变成主船体的左右两翼，从而在高速航行时为主船体提供向上的升力，减小主船体的入水面积，达到进一步减阻的效果，或直接离开水面实现在空中高速飞行；另一方面，两侧船体还能够翻转折叠至与主船体贴合或收纳至主船体内，两侧船体的舵面向外，作为无人艇潜航的侧鳍。

[0006] 本申请提供的跨介质无人艇创新性地采用跨介质高效喷推动力系统构建推进器，当无人艇处于水面航行模式或潜航模式时，该系统进入喷水推进模式；当无人艇处于飞行模式时，该系统处于喷气推进模式。

[0007] 本申请提供的跨介质无人艇的主船体采用节能型线，对艏型和艉型进行优化设计，以实现节能、抗砰击、低阻、高推进效率的目标；两侧船体竖直横截面为翼型，上钝下薄，具有很好的破浪减阻效果，同时可以提高无人艇的稳定性。当无人艇在水面航行时，即可以变形为三体船构型，也可以将两侧船体展开变成两翼，利用两翼产生的升力抬升主船体，减小主船体与水的接触面积，达到减阻效果。无人艇上还安装有可隐藏式风帆，太阳能光伏薄膜和波浪发电设备，可同时利用太阳能、风能和波浪能对无人艇的电池等储能设备进行充电，实现远海的超长续航功能，在日常水面续航状态下，可以直接利用风帆动力驱动无人艇。当无人艇进行潜航运动时，两侧船体能够翻转折叠至与主船体贴合或收纳至主船体内，两侧船体的舵面向外，作为无人艇潜航的侧鳍，控制无人艇的潜行姿态。

[0008] 本发明的目的是通过以下技术方案实现：

[0009] 可变体跨介质无人艇，包括：主船体，分别设置在所述主船体两侧的侧船体，设置在所述主船体后部的尾舵，设置在所述主船体下方或后侧的推进器，所述侧船体横剖面为翼型并且能够相对于所述主船体进行翻转动作，所述尾舵能够绕主船体纵轴进行旋转动作，

[0010] 当两个所述侧船体翻转至所述主船体两侧，并与所述主船体组成三体船构型时，所述跨介质无人艇处于水面航行模式；

[0011] 当两个所述侧船体相对所述主船体展开时，所述跨介质无人艇处于飞行模式，两个所述侧船体构成所述主船体两侧的机翼；

[0012] 当两个所述侧船体翻转至与所述主船体的两侧面贴合或者收纳至所述主船体内部时，所述跨介质无人艇处于潜航模式，两个所述侧船体构成所述主船体两侧向外的舵或侧鳍；

[0013] 所述推进器在所述跨介质无人艇处于水面航行模式、飞行模式或潜航模式时，进行不同的工作模式切换；

[0014] 所述尾舵在所述跨介质无人艇处于水面航行模式、飞行模式或潜航模式时，分别进行不同的朝向切换。

[0015] 在其中一实施例中，还包括分别设置在所述主船体两侧面的机翼翼根；所述机翼翼根的一端与所述主船体的侧面连接，另一端与所述侧船体连接；所述机翼翼根能够相对于所述主船体进行折叠和旋转动作，所述侧船体能够相对于所述机翼翼根进行折叠和旋转动作。

[0016] 在其中一实施例中，当所述跨介质无人艇处于水面航行模式时，所述机翼翼根和所述侧船体分别进行动作，使得所述机翼翼根呈水平展开状态和所述侧船体呈竖直朝向并且相对于所述主船体的长度方向平行设置；

[0017] 所述主船体与所述侧船体由所述机翼根部相连，整体组成三体船构型；

[0018] 所述侧船体横剖面为翼型，厚度较大的翼型前缘在上，厚度较小的翼型后缘在下；

[0019] 所述尾舵旋转至所述跨介质无人艇尾部上下两侧，上侧的尾舵处于空气中，作为所述跨介质无人艇的风帆，为所述跨介质无人艇水面航行提供前进和转向的动力；下侧的尾舵处于水中，作为所述跨介质无人艇的尾舵对航行进行控制。

[0020] 在其中一实施例中，当所述跨介质无人艇处于飞行模式时，所述机翼翼根和所述侧船体分别进行动作，使得所述机翼翼根和所述侧船体均呈水平展开状态，构成所述主船体两侧的机翼；

[0021] 当所述跨介质无人艇处于飞行模式在水面航行时，所述侧船体作为机翼产生向上升力，从而使所述跨介质无人艇向上抬升；当所述跨介质无人艇加速至机翼产生相应大小的升力时，所述跨介质无人艇完全脱离水面，并处于空中飞行状态；

[0022] 当所述跨介质无人艇处于飞行模式时，所述尾舵旋转至所述主船体两侧并倾斜向上，构成所述跨介质无人艇的尾翼。

[0023] 在其中一实施例中，当所述跨介质无人艇处于潜航模式时，所述机翼翼根和所述侧船体分别进行动作，使得所述机翼翼根和所述侧船体均翻转至与所述主船体两侧面贴合或收纳至所述主船体内部；

[0024] 当所述侧船体翻转后收纳至所述主船体内部时，所述侧船体前缘朝向所述主船体内侧，所述侧船体后缘朝向所述主船体外侧，构成所述跨介质无人艇潜航时的侧鳍或尾舵；当所述侧船体翻转后与所述主船体侧面贴合时，所述侧船体前缘贴合所述主船体侧面，所述侧船体后缘倾斜向下且向外，构成所述跨介质无人艇潜航时的侧鳍或尾舵。

[0025] 当所述跨介质无人艇处于潜航模式时，所述尾舵旋转至所述跨介质无人艇尾部上下两侧，与所述侧船体后缘共同构成所述跨介质无人艇潜航的尾舵。

[0026] 在其中一实施例中，当所述跨介质无人艇处于飞行模式时，所述推进器处于喷气推进模式；当所述跨介质无人艇处于水面航行模式或潜航模式时，所述推进器处于喷水推进模式。

[0027] 在其中一实施例中，还包括分别位于所述主船体的头部和尾部的前舱室和后舱室；所述前舱室与所述后舱室相互连通；当所述推进器处于喷气推进模式时，对所述前舱室和所述后舱室进行空气传输调制；当所述推进器处于喷水推进模式时，对所述前舱室和所述后舱室进行水传输调制。

[0028] 在其中一实施例中，还包括可隐藏式风帆，设置在所述主船体的后侧，能够相对于所述主船体进行折叠动作；所述可隐藏式风帆能够利用风力推动所述跨介质无人艇运动或者进行发电；

[0029] 或者，所述主船体内部设置有燃油发电机，用于进行发电。

[0030] 在其中一实施例中，还包括太阳能光伏薄膜和波浪发电设备；所述太阳能光伏薄膜设置在所述主船体表面和所述隐藏式风帆表面；所述波浪发电设备设置在所述侧船体与所述主船体的连接处。

[0031] 在其中一实施例中，还包括储能设备；所述储能设备与所述可隐藏式风帆、所述太阳能光伏薄膜、所述波浪发电设备和所述燃油发电机连接，用于存储电能。

[0032] 与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

[0033] 本申请提供的可变体跨介质无人艇包括主船体，分别设置在主船体两侧的侧船体，设置在主船体下方或后侧的推进器；侧船体能够相对于主船体进行翻转动作，这样侧船体相对于主船体可具有不同的朝向姿态，使得无人艇能够进行变体，实现空中高速飞行、水面节能航行、水下隐蔽潜行的跨介质航行功能；并利用推进器在无人艇处于不同运动状态时，对无人艇提供合适的动力推进模式，提高无人艇在水面、水下和空中不同介质域中的动力推动匹配性和可靠性。【附图说明】

[0034] 为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：

[0035] 图1是本申请提供的跨介质无人艇处于水面航行模式的三视外型示意图。

[0036] 图2是本申请提供的跨介质无人艇处于飞行模式的三视外型示意图。

[0037] 图3是本申请提供的跨介质无人艇处于潜航模式的三视外型示意图。

[0038] 图4是本申请提供的跨介质无人艇的第一视角结构示意图。

[0039] 图5是本申请提供的跨介质无人艇的第二视角结构示意图。

[0040] 图6是本申请提供的跨介质无人艇的第三视角结构示意图。

[0041] 图7是本申请提供的跨介质无人艇的侧船体与机翼翼根的结构示意图。

[0042] 图8是本申请提供的跨介质无人艇的机翼翼根的第一驱动机构的结构示意图。

[0043] 图9是本申请提供的跨介质无人艇的侧船体的第二驱动机构的结构示意图。

[0044] 图10是本申请提供的跨介质无人艇的尾舵的结构示意图。

[0045] 附图标记：10、主船体；11、前舱室；12、后舱室；13、推进器；14、可隐藏式风帆；20、机翼翼根；21、第一驱动机构；22、合页套筒；23、合页转轴；24、第一电机；25、舷侧转轴；26、第二电机；30、侧船体；31、第二驱动机构；32、前段转轴；33、后段转轴；34、榫卯接合部；35、第三电机；36、第四电机；41、尾舵；42、尾舵；43、转轴；44、转轴；45、转轴；46、转轴。【具体实施方式】

[0046] 为使本申请的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图，对本申请的具体实施方式做详细的说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

[0047] 本申请中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

[0048] 在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

[0049] 请参阅图1至图6所示，本申请一实施例提供的跨介质无人艇，跨介质无人艇包括：主船体 10，分别设置在主船体10两侧面的侧船体 30，设置在主船体10后侧的推进器13，设置在主船体后部的尾舵，优选地，主船体10可具有流线外形(对应于图 1‑图3)和非流线外形(对应于图 4‑图6)，可根据实际需要来设置主船体10的外形，这里不做详细叙述。推进器
13可设置在主船体10下方或后侧。侧船体30横剖面为翼型并且能够相对于主船体10进行翻转动作，当侧船体30进行不同姿势的翻转动作时，能够实现无人艇的变体，使无人艇具有不同的外形构造。尾舵能够绕主船体10纵轴进行旋转动作

[0050] 此外，主船体10的两侧分别设置有机翼翼根20，机翼翼根20的一端与主船体10的侧面连接，另一端与侧船体30连接。机翼翼根20的一端设置有第一驱动机构21，用于驱动机翼翼根20相对于主船体10进行折叠和旋转动作。机翼翼根20的另一端设置有第二驱动机构31，用于驱动侧船体30相对于机翼翼根20进行折叠和旋转动作。当跨介质无人艇处于水面航行模式时，侧船体30横剖面为翼型，并且翼型的前缘在上，后缘在下。

[0051] 当两个侧船体30翻转至主船体10两侧，并与主船体10组成三体船构型时，跨介质无人艇处于水面航行模式。具体地，侧船体30相对于机翼翼根20进行折叠，侧船体30的远端向后旋转至合适位置并固定，从而与主船体10平行组成三体船构型。相应地，推进器处于低功耗模式，与可隐藏式风帆14共同推进无人艇航行。主船体10与侧船体30由机翼根部20相连，整体组成三体船构型；侧船体30横剖面为翼型，厚度较大的翼型前缘在上，厚度较小的翼型后缘在下，这样增加了三体船构型的稳定性，同时减小水面航行的阻力；尾舵旋转至跨介质无人艇尾部上下两侧，上侧的尾舵处于空气中，作为跨介质无人艇的风帆，为跨介质无人艇水面航行提供前进和转向的动力；下侧的尾舵处于水中，作为跨介质无人艇的尾舵对航行进行控制。

[0052] 当两个侧船体30相对主船体10展开时，跨介质无人艇处于飞行模式。具体地，当无人艇从水面航行模式切换至飞行模式时，无人艇从三体船构型变成两翼展开的飞行器形态，此时三体船的两侧船体30向外翻转，变体成无人艇的两个机翼，此时两个侧船体30构成主船体1两侧的机翼，机翼产生升力将主船体10抬升，直至无人艇离开水面。相应地，推进器进入全功率模式运行，通过高速喷水推动无人艇加速航行；当主船体10离开水面后，推进器13通过喷气为无人艇提供向前动力，实现在空中快速飞行。当跨介质无人艇处于飞行模式在水面航行时，侧船体30作为机翼产生向上升力，从而使跨介质无人艇向上抬升，降低跨介质无人艇的吃水深度和减小航行阻力，跨介质无人艇的航行速度越快，机翼产生的升力越大，跨介质无人艇的吃水深度越小，其航行阻力也越小；当跨介质无人艇加速至机翼产生相应大小的升力时，跨介质无人艇完全脱离水面，并处于空中飞行状态；当跨介质无人艇处于飞行模式时，尾舵旋转至主船体10两侧并倾斜向上，构成跨介质无人艇的尾翼。

[0053] 当两个侧船体30翻转至与主船体10的两侧面贴合或者收纳至主船体10内部时，跨介质无人艇处于潜航模式。具体地，机翼翼根20和侧船体30进一步从端部折叠翻转，变为紧贴主船体10的状态或者收纳在主船体10内，两侧船体30的舵面朝下稍微向外伸展，充当无人艇潜航的舵或侧鳍，控制无人艇潜航姿态。具体地，图3对应于两个侧船体30翻转至与主船体10的两侧贴合的变体形式，图5则对应于两个侧船体30翻转收纳至主船体10内部的变体形式。当侧船体30翻转后收纳至主船体10内部时，侧船体30前缘朝向主船体10内侧，侧船体30后缘朝向主船体10外侧，构成跨介质无人艇潜航时的侧鳍或尾舵；当侧船体30翻转后与主船体10侧面贴合时，侧船体30前缘贴合主船体10侧面，侧船体30后缘倾斜向下且向外，构成跨介质无人艇潜航时的侧鳍或尾舵。当跨介质无人艇处于潜航模式时，尾舵旋转至跨介质无人艇尾部上下两侧，与侧船体30后缘共同构成跨介质无人艇潜航的尾舵。

[0054] 尾舵在跨介质无人艇处于水面航行模式、飞行模式或潜航模式时，分别进行不同的朝向切换。

[0055] 跨介质无人艇采用跨介质高效喷推动力系统构建推进器13。推进器13在跨介质无人艇处于水面航行模式、飞行模式或潜航模式时，进行不同的工作模式切换。具体地，当跨介质无人艇处于飞行模式时，推进器13处于喷气推进模式；当跨介质无人艇处于水面航行模式或潜航模式时，推进器13处于喷水推进模式。

[0056] 主船体10的头部和尾部还分别设置有前舱室11和后舱室12。前舱室11和后舱室12之间有限连通，能够将水或空气从前舱室11调剂至后舱室12，或从后舱室12调剂至前舱室11。比如，当推进器13处于喷气推进模式时，推进器对前舱室11和后舱室12进行空气传输调制；当推进器13处于喷水推进模式时，推进器对前舱室11和后舱室12进行水传输调制。

[0057] 特别地，当无人艇需要平稳缓慢下潜至水下时，调节无人艇至水平，前舱室11和后舱室12同时注入水，下潜过程中一直保持无人艇处于水平；当无人艇需要快速下潜时，通过调节前舱室11和后舱室12的水量，前舱室11的进水量多于后舱室12的进水量，使无人艇保持头部向下。当无人艇需要平稳缓慢上浮时，调节无人艇至水平，前舱室11和后舱室12同时排水，上浮过程中一直保持无人艇处于水平；当无人艇需要快速下潜时，通过调节前舱室11和后舱室12的水量，后舱室12的进水量多于前舱室11的进水量，使无人艇保持头部向上。同时，无人艇潜行的动力由推进器13提供，用于推动无人艇向前快速下潜或上浮。

[0058] 跨介质无人艇还包括可隐藏式风帆14，太阳能光伏薄膜和波浪发电设备，通过光伏发电，风力和波浪发电对无人艇的运动提供动力，实现低功耗前进，使续航时间加长。此外，主船体10内部还可设置有燃油发电机，用于进行发电。其中，可隐藏式风帆14设置在主船体10的后侧，能够相对于主船体10进行折叠动作；可隐藏式风帆14能够利用风力推动跨介质无人艇运动。太阳能光伏薄膜可设置在主船体10表面和隐藏式风帆表面；波浪发电设备设置在侧船体30与主船体10的连接处。此外，跨介质无人艇还包括储能设备。其中，储能设备可为但不限于是大容量电池；储能设备与可隐藏式风帆14、太阳能光伏薄膜、波浪发电设备和燃油发电机连接，用于存储电能并向推进器13或者其他设备提供电能。

[0059] 主船体10作为整个无人艇的控制中心，协调各个部分的运行，主要进行信息侦察、通讯、数据采集和目标锁定等。主船体10还可存放燃料，电池和探测装置等。在执行日常巡逻等任务时，推进器13选择低功率推进；在执行突发任务时，推进器13选择全功率推进。

[0060] 本申请的跨介质无人艇具备远洋长期执勤和空中高速飞行、水面节能航行、水下隐蔽潜行能力。跨介质无人艇通过设计三体船的减阻构型及变体方案，发展跨介质高效喷流推进器，集成远洋变体跨介质无人艇用于执行深远海任务，还可用于远洋巡逻、人员搜救、鱼情追踪等民用和军用领域。

[0061] 本申请的跨介质无人艇平时设定于固定海域低速巡航，在特定的区域巡逻，依靠新能源如太阳能、波浪能、风能等进行能源自给。当接收到紧急任务指令时，全速前进，风帆等新能源设备回收，在船速达到设定值时，侧船体30逐渐翻转与主船体10形成机翼，推进器功率开至最大并转换为喷气推进，直至主船体10完全抬离水面，并全速飞行。在距离目标地点较近时逐渐滑落水面恢复三体船构型但不展开风帆，高速航行至目标。在有事故发生时第一时间响应进入空中快速航行状态，以最大速度抵达并转换至水面节能状态运用水下探测等相关技术进行救援。军用方面用于领海海域内日常巡逻，有紧急情况时进行工况转换高速响应抵达现场并执行任务。

[0062] 本申请的跨介质无人艇收到控制中心指令后，将可隐藏式风帆14折叠收回，并展开机翼，喷推系统运行工作。无人艇由水面节能航行状态的风帆风力推进转变为喷水推进，利用机翼产生的升力提升主船体10，此时控制无人艇速度，使主船体10排水尽量少但又不脱离水面，这样一方面可以实现极限减阻，另一方面由于主船体10未脱离水面，推进器13一直处于喷水推进模式，相比于脱离水面后的喷气推进更高效节能。当无人艇离目标距离比较近以后，推进器13全力运行，无人艇进一步加速，此时机翼产生的升力使无人艇脱离水面，无人艇高速飞行，以最快速度抵达任务地点。

[0063] 针对一些特殊情况，需要高隐蔽性靠近目标并执行后续任务。针对这种情况，无人艇收到控制中心指令后，将可隐藏式风帆14折叠收回，并展开机翼，推进器13运行工作。无人艇由水面节能航行状态的风帆风力推进转变为喷水推进，利用机翼产生的升力提升主船体10，控制无人艇速度，使主船体10排水尽量少但又不脱离水面。在接近目标探测范围前，无人艇减速，折叠收回侧船体30至贴靠主船体10，无人艇变体为潜行形态，调整无人艇姿态并下潜，推进器13推动无人艇在水下隐蔽潜行至目标地。

[0064] 还有，可将多个跨介质无人艇布置于易发生事故的海域附近，日常情况无人艇可以利用可再生能源推进无人艇缓慢航行在区域内巡逻，在有失事事故发生时，无人艇根据事故报送地点快速集结，以大功率高航速快速抵达失事位置，展开搜救和救援行动。同时船身搭载一系列探测装置可以探查人员，搭载通讯系统实时向外传送失事状况。

[0065] 还有，可在捕捞区域设置跨介质无人艇，低功耗运行配合新能源自发电设备可以实现长续航监测鱼情，船底搭配声学传感器，船艏带有光学系统和摄像头，在接受指令后可以下潜至深水探查鱼群数量以及种类并将数据传回地面实现对水下鱼情和海洋环境进行检测。

[0066] 请参阅图7至图9所示，为了保证机翼翼根20和侧船体30能够自由进行翻转折叠，在机翼翼根20的一端设置有第一驱动机构21，用于驱动机翼翼根20相对于主船体10进行折叠和旋转动作，以及在机翼翼根20的另一端设置有第二驱动机构31，用于驱动侧船体30相对于机翼翼根20进行折叠和旋转动作。

[0067] 第一驱动机构21可包括合页套筒 22、合页转轴 23、第一电机 24、舷侧转轴25、第二电机26。其中，第一电机24和第二电机26可为但不限于是扭矩电机。合页套筒22设置在主船体10舷侧与机翼翼根20相连接的位置处，舷侧转轴25放置在主船体10舷侧，合页转轴23设置在机翼翼根20与主船体10相连接的一侧。第一电机24与舷侧转轴25驱动连接，用于驱动舷侧转轴25进行转动；第二电机26与合页转轴23驱动连接，用于驱动合页转轴23进行转动。舷侧转轴25和合页转轴23各自的转动实现机翼翼根20相对于主船体10的翻转折叠。比如。在机翼旋转贴合时，侧船体30与主船体10先处于机翼展开状态，合页套筒22与合页转轴23相配合向水面方向带动整体机翼旋转，其连接在舷侧转轴25上带动机翼向主船体10舷侧方向旋转，直至贴合在主船体10表面。

[0068] 第二驱动机构31可包括前段转轴 32、后段转轴 33、榫卯接合部 34、齿轮组、第三电机35、第四电机36。其中，第三电机35和第四电机36可为但不限于是扭矩电机。齿轮组(图中未示出)和前段转轴32设置在机翼翼根20内，后段转轴33设置在侧船体30内，并且前段转轴32与后段转轴33之间通过榫卯接合部34连接。第三电机35通过齿轮组与前段转轴32驱动连接，第四电机36与后段转轴33驱动连接。在机翼折叠时，齿轮组带动前段转轴32整体旋转，同时后段转轴33向船艉方向带动侧船体30旋转实现机翼的折叠步骤。

[0069] 请参阅图10所示，为了保证跨介质无人艇处于水面航行模式、飞行模式或潜航模式时，其尾舵能够进行相应的变形，以提高跨介质无人艇的运动效率，具体地，主船体10的艉部分别设置有尾舵41和尾舵42；其中，尾舵41与转轴44连接，尾舵42与转轴46连接；转轴43和转轴45内分别设有扭矩电机，转轴43与转轴44通过扭矩电机连接，转轴45与转轴44直接连接，转轴45与转轴46通过扭矩电机连接。当尾舵需要进行相应的变形时，由转轴43旋转带动尾舵41转动至合适位置，由转轴45旋转带动尾舵42转动至合适位置。

[0070] 跨介质无人艇的尾舵能够绕船体纵轴旋转，当跨介质无人艇处于飞行模式时，尾舵41和尾舵42转动至主船体10两侧斜向上，形成跨介质无人艇的尾翼；当跨介质无人艇处于水面航行模式时，尾舵41和尾舵42分别转动至上下两侧，向下一侧作为跨介质无人艇的尾舵，向上一侧作为跨介质无人艇的风帆；当跨介质无人艇处于潜航模式时，尾舵41和尾舵42分别处于上下两侧，与侧船体10共同构成潜航尾舵。

[0071] 总体而言，本申请的跨介质无人艇可以实现跨介质多环境工作，适应复杂环境，能源供给充足可超长续航，扩大了无人艇执行任务范围。无人艇还可实现水下潜航，提高隐蔽性以及水下探查的准确性，还可实现水上飞行，提高对于指令响应的快速性以及抵达执行地点的高效。本申请的跨介质无人艇具有长续航、可变体、快响应的特点，能够最大限度实现远海区域长续航巡逻、大范围多维度探查、监控、快速响应、低阻力快速航行，兼具超长续航能力、隐蔽性、快速性，实现水面、空中、水下三位一体的各项功能。

[0072] 上述仅为本发明的一个具体实施方式，其它基于本发明构思的前提下做出的任何改进都视为本发明的保护范围。