一种可变结构的地空两用机器人.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115230412A(43)申请公布日2022.10.25(21)申请号202110441555.X(22)申请日2021.04.23(71)申请人东北林业大学地址150040黑龙江省哈尔滨市香坊区和兴路26号(72)发明人王伟胡成举(51)Int.Cl.B60F5/02(2006.01)B64C1/30(2006.01)B64D35/04(2006.01)B64D47/00(2006.01)B64D47/08(2006.01)B64D31/00(2006.01)B60G11/16(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图2页(54)发明名称一种可变结构的地空两用机器人(57)摘要本发明公开了一种可变结构的地空两用机器人，主要由机架、计算机控制系统模块、视觉摄像头云台、传感与检测模块、行走模块、飞行模块、动力模块组成。在机架前端安装视觉摄像头云台，在机架的四周安装传感与检测装置，以实现信息的采集，并把采集的信息传送到计算机控制系统模块进行判断处理，进而发出行走或飞行指令，完成速度、运动方向和运动方式等一系列的运动控制。本发明是在保证机器人具有陆地行走和空中飞行的能力的前提下，添加麦克纳姆轮和可变结构的机翼骨架，使机器人在地面工作时能实现全方位移动，且在通过狭窄区域时可收缩可变结构的机翼骨架改变机器人空间体积，保证顺利通行，在恢复到正常工作环境后，可变结构的机翼骨架伸出，不影响机器人的正常飞行，在整个过程中通过机架连接行走模块和飞行模块，从而实现了机器人陆空一体化。CN115230412ACN115230412A权利要求书1/2页1.一种可变结构的地空两用机器人，其特征在于：其主要由行走模块(1)、飞行模块(2)、机架(3)、动力模块(4)、传感与检测模块(5)、计算机控制系统模块(6)、视觉摄像头云台(7)组成；在机架(3)前端安装视觉摄像头云台(7)，在机架(3)的四周安装传感与检测装置(5)，以实现信息的采集，并把采集的信息传送到计算机控制系统模块(6)进行判断处理，进而发出行走或飞行指令，完成速度、运动方向和运动方式等一系列的运动控制。本发明是在保证机器人具有陆地行走和空中飞行的能力的前提下，添加麦克纳姆轮(8)和可变结构的机翼骨架(22)，使机器人在地面工作时能实现全方位移动，且在通过狭窄区域时利用可变结构的机翼骨架(22)的可收缩功能改变机器人空间体积，保证顺利通行。在恢复到正常工作环境后，可变结构的机翼骨架(22)伸出，不影响机器人的正常飞行。以上机器人的运动是依靠蓄电池(16)提供动力。2.根据权利要求1所述的一种可变结构的地空两用机器人，其特征在于：所述机架(3)负责连接行走模块(1)和飞行模块(2)，承载动力模块(4)、传感与检测模块(5)、计算机控制系统模块(6)、视觉摄像头云台(7)，从而实现了机器人陆空一体化。3.根据权利要求1所述的一种可变结构的地空两用机器人，其特征在于：所述行走模块(1)是由麦克纳姆轮(8)、连接杆(9)、减震弹簧(12)、上悬架(14)、下悬架(15)、直流伺服电机(19)、车轮架(20)组成；机架(3)通过连接杆(9)与上悬架(14)、下悬架(15)、减震弹簧(12)连接，减震弹簧(12)的一端连接着下悬架(15)，上悬架(14)、下悬架(15)的另一端与车轮架(20)连接，车轮架(20)上安装有直流伺服电机(19)，直流伺服电机(19)连接着麦克纳姆轮(8)，利用直流伺服电机(19)不同的转速和转向带动麦克纳姆轮(8)转动，实现机器人行走时的全方位移动。4.根据权利要求1所述的一种可变结构的地空两用机器人，其特征在于：所述飞行模块(2)是由四旋翼(21)、可变结构的机翼骨架(22)、可变结构的传动系统(23)、支撑架(24)、飞行机构支撑板(25)组成；其中，四旋翼(21)主要由无刷电机(27)和正反两叶螺旋桨(26)组成，无刷电机(27)带动正反两叶螺旋桨(26)的旋转，产生举升力使机器人完成飞行动作。5.根据权利要求1和权利要求4所述的一种可变结构的地空两用机器人，其特征在于：所述可变结构的传动系统(23)是由一个圆锥大齿轮(28)、可变结构的伸缩杆电机(29)、平键(30)、四个圆锥小齿轮(31)、轴承(32)、螺杆(33)、外伸缩杆(34)、端盖螺母(35)、内伸缩杆(36)组成；可变结构的伸缩杆电机(29)通过平键(30)连接一个圆锥大齿轮(28)，一个圆锥大齿轮(28)啮合四个圆锥小齿轮(31)，四个圆锥小齿轮(31)通过平键(30)分别连接四根螺杆(33)，轴承(32)固定在外伸缩杆(34)的一端，端盖螺母(35)安装在内伸缩杆(36)的一端，螺杆(33)转动时会带动内伸缩杆(36)在水平方向上