一种可变构型的两栖微小型探测机器人.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111098647A(43)申请公布日2020.05.05(21)申请号201911330752.3B25J11/00(2006.01)(22)申请日2019.12.20B25J5/00(2006.01)(71)申请人中国运载火箭技术研究院地址100076北京市丰台区北京9200信箱38分箱(72)发明人雍颖琼程奇峰季宝锋宋盛菊李永远王琳娜张宏江阳佳孙光周辉李旗挺杜立超刘冬刘岱陈雷(74)专利代理机构中国航天科技专利中心11009代理人张辉(51)Int.Cl.B60F3/00(2006.01)B62D57/032(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种可变构型的两栖微小型探测机器人(57)摘要一种可变构型的两栖微小型探测机器人，包括支撑架、两个滑动足、两个跳跃足、两个电机驱动模块、两个电润湿垫和两套传动模块；两个滑动足和两个跳跃足分别对称安装在支撑架两侧，且滑动足运动平面与跳跃足运动平面呈垂直关系；每个电机通过一套传动模块与一个滑动足连接，用于控制滑动足的前后摆动；每个跳跃足一端连接在支撑架上，另一端安装在电润湿垫上，跳跃足通过导线与外部电源连接，通过控制外部电源电压实现跳跃足的跳跃。本发明可以在陆地上运动，也可以在水介质中及水面运动，同时能够实现陆地到水介质间的切换。本发明通过材料功能一体化设计、小型化设计有效降低了重量和体积，实现了轻质化和小型化。CN111098647ACN111098647A权利要求书1/1页1.一种可变构型的两栖微小型探测机器人，其特征在于：包括支撑架(1)、两个执行前后摆动的滑动足(2)、两个执行跳跃的跳跃足(3)、两个电机驱动模块(4)、两个电润湿垫(5)和两套传动模块(6)；两个滑动足(2)对称安装在支撑架(1)两侧，两个跳跃足(3)对称安装在支撑架(1)另两侧，且滑动足(2)运动平面与跳跃足(3)运动平面呈垂直关系；两个电机驱动模块(4)和两套传动模块(6)均安装在支撑架(1)上，每个电机驱动模块(4)通过一套传动模块(6)与一个滑动足(2)连接，用于控制滑动足(2)的前后摆动；每个跳跃足(3)一端通过连杆连接在支撑架(1)上，另一端安装在电润湿垫(5)上，跳跃足(3)通过导线与外部电源连接，通过控制外部电源电压实现跳跃足(3)的跳跃；所述两栖微小型探测机器人可以在陆地上运动，也可以在水介质中及水面运动，同时能够实现陆地到水介质间的切换；当在陆地上运动时，通过两个跳跃足(3)跳跃前进，当在水介质中及水面运动时，通过两个滑动足(2)滑行前进和/或两个跳跃足(3)跳跃前进。2.根据权利要求1所述的一种可变构型的两栖微小型探测机器人，其特征在于：跳跃足(3)通过仿蚂蚱后腿设计实现跳跃运动，初始折叠角度为100-120°，跳跃足(3)折叠角度变化受外部电源控制，通过控制外部电源电压变化实现跳跃足(3)变构型，从而实现跳跃运动。3.根据权利要求2所述的一种可变构型的两栖微小型探测机器人，其特征在于：跳跃足(3)材料为形状记忆合金或形状记忆聚合物复合材料。4.根据权利要求3所述的一种可变构型的两栖微小型探测机器人，其特征在于：当跳跃足(3)材料为形状记忆合金时，采用铁基形状记忆合金或铜基形状记忆合金。5.根据权利要求3所述的一种可变构型的两栖微小型探测机器人，其特征在于：当跳跃足(3)材料为形状记忆聚合物复合材料时，采用聚氨酯基形状记忆聚合物复合材料。6.根据权利要求2所述的一种可变构型的两栖微小型探测机器人，其特征在于：电润湿垫(5)由金属材料构成，分别安置于跳跃足(3)的底部，通过导线与外部电源相连，通过控制电压，改变电润湿垫(5)与水面的润湿角度θ，使电润湿垫(5)由疏水性变为亲水性，实现微小型机器人由空气介质转入水介质。7.根据权利要求6所述的一种可变构型的两栖微小型探测机器人，其特征在于：外部电源对电润湿垫(5)施加电压的范围为20V-1000V。8.根据权利要求6所述的一种可变构型的两栖微小型探测机器人，其特征在于：电润湿垫(5)在外部控制电压为0时，θ>90°；当θ从θ>90°变为θ<90°时，电润湿垫(5)由疏水性变为亲水性，微小型探测机器人实现从空气介质到水介质间的切换。9.根据权利要求6所述的一种可变构型的两栖微小型探测机器人，其特征在于：电润湿垫(5)的直径大小为0.5cm-3cm，并在表面涂覆聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯代对二甲苯等有机物涂层，涂覆厚度为10μm-30μm。10.根据权利要求1所述的一种可变构型的两栖微小型探测机器人，其特征在于：滑动足(2)由金属或其合金构成，通过湿化学法或气相沉积法或浸润沉积等方法在其表面涂覆一层辛胺或油胺或其他烷基链胺类，使其表面具备疏水特性