多栖无人机功能强大,因此广泛受到国内及国外的欢迎。不过各类多栖无人机还存在机械结构较为复杂,效率不高,稳定性需要提升等不足之处,因而还应该进一步改进和优化。本文结合国内外多栖无人机研究经验,设计了一种具备较强陆地行走性能和空中飞行能力,结构简单,稳定性强的可变型陆空两栖旋翼无人机。首先根据无人机的工作要求和设计指标,对无人机系统进行了集成设计,主要包括轮桨一体机构、机架、摆臂变型机构和后轮部件四部分结构组成,重点研究了无人机变型关键部件摆臂变形机构,并进行了整机三维模型的建立;然后根据无人机回差精度要求,利用概率统计法对摆臂变型机构的回差进行了系统的理论计算分析,结果为20.15′-51.77′,满足小于1°的设计指标回差要求,并根据理论分析提出减少回差的具体措施;用ADAMS软件对摆臂机构和行星齿轮传动进行仿真分析,仿真结果与理论值误差在5%以内,验证了虚拟样机的正确性。对机构进行回差仿真分析,结果为21′-53′,验证回差理论计算的正确性,同时提出减少回差的措施,进一步仿真分析了机构的齿轮侧隙和轴承径向间隙对机构动态特性的影响,研究结果表明:齿轮侧隙和轴承径向间隙对机构动态特性有较大影响,齿轮侧隙在0.007mm-0.012mm之间,轴承径向间隙在0.003mm-0.014mm范围时,有利于提高机构动态特性;对摆臂变型机构关键部件进行了有限元强度分析,结果显示所设计的摆臂关键零件满足强度要求并且有较大余量,利用AnsysWorkbench对零件进行拓扑优化并对优化后的零件再次进行强度校核,摆臂机构整体减重0.11kg,比例为23.47%,得到满足强度要求的轻量化机构;最后进行了无人机样机装配,并进行了无人机设计指标、回差实验验证和飞行实验,实验得地面行驶速度为1.44km/s,整机重量约为2.302kg,机身长为76cm,宽为34cm,高为33cm,最大回差为51.74′,均满足设计指标要求。通过无人机的样机测试实验,证明整机满足工作性能要求。本文设计的陆空两栖旋翼无人机具有传动稳定,尺寸小、噪音低,结构简单等优点,有利于陆空两栖无人机变型的实际应用。