本发明属于无人机，涉及一种地空两栖球型无人机。
背景技术：
1、旋翼无人机具有垂直起降、操作简单和飞行作业的优势，但较低的能量转换效率使得其续航性能明显弱于固定翼和直升机，在执行远距离和长耗时任务时会受到较大的限制；此外，搭载高速旋转螺旋桨的无人机在遇到建筑、植物、人、动物等障碍时会面临严重的安全问题，若不能及时发现，可能会导致无人机坠毁或人、物损伤的严重后果。
2、一类球型无人机采用的解决方案是为无人机搭载球形保护框，将无人机主体置于保护框内，可以减少无人机碰撞或滚动时对内部装置的损坏；球形无人机通过螺旋桨提供滚动推力，靠球形保护罩在地面上被动滚动实现无人机地面行进，在环境允许情况下尽量在陆地行进可以节省能耗。
3、上述解决方案所采用的无人机大多为四旋翼，靠无人机螺旋桨提供推力带动球形外壳被动旋转以实现地面滚动，但四旋翼较大的轴距限制了球型无人机的小型化；被动旋转的球形外壳导致无人机地面滚动时灵活性较差；无人机螺旋桨在近地条件下运转不仅受“地效”影响，还会面临卷扬起地面石子、杂物所带来的安全隐患；螺旋桨运转时的噪音和卷起的扬尘不利于隐藏无人机行踪，难以执行有隐蔽要求的侦查任务。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提出了一种新型地空两栖球形无人机，使用舵机控制无人机重心偏移，在保留无人机空中飞行优势的同时，凭借球形外壳能够在地面上进行安全、隐蔽的全向滚动，解决了无人机续航短、球型无人机地面滚动时安全性和和隐蔽性不足的问题，且该地空两栖球形无人机可用于特殊环境下的侦察、监视和检测，其具体技术方案如下：
2、一种地空两栖球形无人机，包括球形外壳、无人机主体、转向环架机构，所述球形外壳为镂空结构，由两个相互对称的半球结构拼装而成，且在两个半球结构的中间位置均设有球壳连接件；所述的无人机主体通过转向环架机构与球壳连接件连接安装在球形外壳内，具体的，所述转向环架机构通过球壳连接件连接安装在球形外壳内，所述的无人机主体设置安装在转向环架机构内。
3、进一步的，所述转向环架机构包括舵机、转动内环、支撑外环和连接组件；所述舵机包括结构相同的内环舵机和外环舵机，所述内环舵机和外环舵机分别固定安装在转动内环和支撑外环的内侧；所述转动内环通过连接组件安装连接在支撑外环内侧，且与外环舵机驱动连接；所述内环舵机驱动连接无人机主体；所述支撑外环通过球壳连接件与球形外壳连接。
4、进一步的，所述连接组件包括：设置在转动内环上的内舵机固定连接件、机体支撑连接件和外环连接件，以及设置在支撑外环上位置对应的内环连接件和外舵机固定连接件；其中所述机体支撑连接件、内环连接件和外环舵机固定连接件上均设有轴承结构；所述外环连接件与内环连接件通过轴承转动连接，具体的为通过外环连接件303上设置的轴结构与内环连接件上设置的轴承相配合转动连接。
5、进一步的，所述内环连接件和外舵机固定连接件还通过轴承结构分别连接两个半球结构上的球壳连接件。
6、进一步的，所述转动内环为组合式异型环状结构，具体由半环形的左层板和右层板通过分别设置在左、右层板两端的内舵机固定连接件和机体支撑连接件固定连接而成，则所述内舵机固定连接件和机体支撑连接件在转动内环上的位置是相对应的，且所述内环舵机固定安装在所述内舵机固定连接件上；其中左层板的中间位置处设有一凹槽，且在凹槽处设有辅件；所述外环连接件设置在右层板的中间位置处，与所述凹槽相对位置设置。
7、进一步的，所述支撑外环为组合式圆环状结构，具体由上、下两块结构完全相同的半环形层板通过分别设置在层板两端的内环连接件和外环舵机固定连接件固定连接而成，则所述内环连接件和外舵机固定连接件在支撑外环上的位置是相对应的，且所述外舵机固定连接件与所述凹槽位置对应；所述外环舵机固定安装在所述外舵机固定连接件上并驱动连接设置在凹槽处的辅件。
8、进一步的，所述无人机主体包括机架，机架的左右两端设有同轴的支撑杆并分别连接于内环舵机和机体支撑连接件，机架上方固定安装有相互间电信号连接的电池、机载电脑和飞行控制器，机架下方固定安装有与飞行控制器信号连接的电机，以及由电机驱动连接的旋翼。
9、有益效果
10、（1）本发明设计了一种能够实现地空两栖的，以单轴旋翼无人机提供动力，以舵机提供转向的具有全向自由度的新型球形无人机。
11、（2）本发明设计的无人机主体为单轴旋翼无人机，结构更加小巧紧凑，通过转向环架机构安装于球形外壳内，进而实现了球形无人机整体的小型化，在穿越复杂狭小空间时更具优势。
12、（3）本发明设计的转向环架机构，一方面用来控制无人机转动以实现空中和地面的转向，另一方面隔绝了螺旋桨与周边障碍物的接触，并且可以在无人机不慎坠机时提供保护，减轻无人机的损毁，实现了对人类和无人机的双重保护。
13、（4）本发明在空中和地面两种运动模式下共用同一套驱动装置，通过舵机分别驱动支撑杆和转动内环旋转，进而驱动无人机主体实现前后、左右转动；在空中飞行模式下，该种转向方式取代了传统单轴旋翼无人机使用襟翼控制转向的方案；在地面滚动模式下，无人机因摆动产生质心偏移，从而带动无人机实现地面滚动，不仅能够实现球型无人机在空中和地面的全向运动，，拓展了无人机作业范围，还使得球形无人机结构上更加紧凑、简单、轻便。
14、（5）本发明在地面滚动模式下，仅依靠舵机提供动力，不仅极大地节省了无人机能源，而且安全、隐蔽，不会因螺旋桨旋转而产生噪音、灰尘，和扬沙进入无人机而带来安全隐患。
1.一种地空两栖球形无人机，包括球形外壳（8）、无人机主体（1）、转向环架机构，其特征在于，所述球形外壳（8）为镂空结构，由两个相互对称的半球结构拼装而成，且在两个半球结构的中间位置均设有球壳连接件（7）；所述的无人机主体（1）通过转向环架机构与球壳连接件（7）连接安装在球形外壳（8）内，具体的，所述转向环架机构通过球壳连接件（7）连接安装在球形外壳（8）内，所述的无人机主体（1）设置安装在转向环架机构内。
2.根据权利要求1所述的一种地空两栖球形无人机，其特征在于，所述转向环架机构包括舵机（4）、转动内环（5）、支撑外环（6）和连接组件（3）；所述舵机（4）包括结构相同的内环舵机（401）和外环舵机（402），内环舵机（401）和外环舵机（402）分别固定安装在转动内环（5）和支撑外环（6）的内侧；所述转动内环（5）通过连接组件（3）安装连接在支撑外环（6）内侧，且与外环舵机（402）驱动连接；所述内环舵机（401）驱动连接无人机主体（1）；所述支撑外环（6）通过球壳连接件（7）与球形外壳（8）连接。
3.根据权利要求2所述的一种地空两栖球形无人机，其特征在于，所述连接组件（3）包括：设置在转动内环（5）上的内舵机固定连接件（301）、机体支撑连接件（302）和外环连接件（303），以及设置在支撑外环（6）上位置对应的内环连接件（304）和外舵机固定连接件（305）；其中所述机体支撑连接件（302）、内环连接件（304）和外环舵机固定连接件（305）上均设有轴承结构；所述外环连接件（303）与内环连接件（304）通过轴承转动连接，具体的为通过外环连接件（303）上设置的轴结构与内环连接件（304）上设置的轴承相配合转动连接。
4.根据权利要求3所述的一种地空两栖球形无人机，其特征在于，所述内环连接件（304）和外舵机固定连接件（305）还通过轴承结构分别连接两个半球结构上的球壳连接件（7）。
5.根据权利要求3所述的一种地空两栖球形无人机，其特征在于，所述转动内环（5）为组合式异型环状结构，具体由半环形的左层板和右层板通过分别设置在左、右层板两端的内舵机固定连接件（301）和机体支撑连接件（302）固定连接而成，则所述内舵机固定连接件（301）和机体支撑连接件（302）在转动内环（5）上的位置是相对应的，且所述内环舵机（401）固定安装在所述内舵机固定连接件（301）上；其中左层板的中间位置处设有一凹槽，且在凹槽处设有辅件；所述外环连接件（303）设置在右层板的中间位置处，与所述凹槽相对位置设置。
6.根据权利要求5所述的一种地空两栖球形无人机，其特征在于，所述支撑外环（6）为组合式圆环状结构，具体由上、下两块结构完全相同的半环形层板通过分别设置在层板两端的内环连接件（304）和外环舵机固定连接件（305）固定连接而成，则所述内环连接件（304）和外舵机固定连接件（305）在支撑外环（6）上的位置是相对应的，且所述外舵机固定连接件（305）与所述凹槽位置对应；所述外环舵机（402）固定安装在所述外舵机固定连接件（305）上并驱动连接设置在凹槽处的辅件。
7.根据权利要求5所述的一种地空两栖球形无人机，其特征在于，所述无人机主体（1）包括机架（104），机架（104）的左右两端设有同轴的支撑杆（2）并分别连接于内环舵机（401）和机体支撑连接件（302），机架（104）上方固定安装有相互间电连接的电池（101）、机载电脑（102）和飞行控制器（103），机架（104）下方固定安装有与飞行控制器（103）信号连接的电机（105），以及由电机（105）驱动连接的旋翼（106）。