水陆两栖的轮桨蛇形机器人及其运动方法.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CN109334367A(43)申请公布日2019.02.15(21)申请号201811285600.1(22)申请日2018.10.31(71)申请人俞星汉地址210000江苏省南京市秦淮区瑞金北村49栋512室(72)发明人俞星汉(74)专利代理机构江苏圣典律师事务所32237代理人贺翔(51)Int.Cl.B60F3/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图10页(54)发明名称水陆两栖的轮桨蛇形机器人及其运动方法(57)摘要一种水陆两栖的轮桨蛇形机器人及其运动方法，属机器人领域。它的每组轮桨结构(A)包括垂直交叉的左轮桨(1)和右轮桨(6)；相邻轮桨结构(A)通过弹簧(B)连接。通过左轮桨(1)和右轮桨(6)转动带动机器人前进；由于左右轮桨与地面的摩擦力或与水面的作用推进力不同，弹簧拉紧的情况下，会出现时而左偏，时而右偏现象；通过该原理实现水陆两栖的轮桨蛇形机器人在地面或水面向该侧转弯运动。本发明具有较高的水陆两栖运动功能、满足自然环境下非结构地形水面-陆地表面自适应要求，可作为自然环境下的水陆两栖登陆移动平台。CN109334367ACN109334367A权利要求书1/1页1.一种水陆两栖的轮桨蛇形机器人,其特征在于：包括N组轮桨结构(A)，N为大于等于2的自然数；每一组轮桨结构(A)包括一个防水直流电机(9)、一个主齿轮(7)、一个中心轴(10)、一个副齿轮(2)、一个左轮桨(1)、一个右轮桨(6)；其中主齿轮(7)安装于防水直流电机(9)输出轴，副齿轮(2)安装于中心轴(10)上，副齿轮(2)与主齿轮(7)相啮合；左轮桨(1)和右轮桨(6)结构一样，均为圆片状，左轮桨(1)安装于中心轴(10)的左端，右轮桨(6)安装于中心轴(10)的右端；安装时中心轴(10)位于左轮桨(1)和右轮桨(6)的直径方向上，且安装后左轮桨(1)和右轮桨(6)垂直交叉；相邻轮桨结构(A)通过弹簧(B)连接；相邻轮桨结构(A)的左轮桨(1)之间安装相位相差90度，相邻轮桨结构(A)的右轮桨(6)之间安装相位相差90度。2.根据权利要求1所述的水陆两栖的轮桨蛇形机器人，其特征在于：上述每一组轮桨结构(A)还包括上盒盖(3)和下盒盖(8)，下盒盖(8)具有容纳防水直流电机(9)的电机槽，和容纳中心轴(10)的旋转槽；上盒盖(3)与下盒盖(8)上下贴合固定。3.根据权利要求2所述的水陆两栖的轮桨蛇形机器人,其特征在于：上述上盒盖(3)上面安装有电池(4)和无线控制板(5)。4.根据权利要求1所述水陆两栖的轮桨蛇形机器人的运动方法,其特征在于：机器人的所有轮桨结构(A)中的防水直流电机(9)驱动对应主齿轮(7)转动，通过啮合关系带动副齿轮(2)转动，带动同一中心轴(10)上的左轮桨(1)和右轮桨(6)转动，进而带动机器人前进；当前面第一个轮桨结构滚动，且其余轮桨结构静止时，第一根弹簧出现拉伸现象，由于左右轮桨与地面的摩擦力或与水面的作用推进力不同，弹簧拉紧的情况下，第一个轮桨会出现时而左偏，时而右偏现象；当第一个轮桨结构向一侧偏转后，其余轮桨结构再一起滚动，实现水陆两栖的轮桨蛇形机器人在地面或水面向该侧转弯运动。2CN109334367A说明书1/4页水陆两栖的轮桨蛇形机器人及其运动方法[0001]技术领域[0002]本发明属于机器人技术应用领域，具体涉及一种水陆两栖的轮桨蛇形机器人及其运动方法，主要作为自然环境下的水陆两栖登陆移动平台。背景技术[0003]适应各种水陆复杂环境的机器人是当今机器人研究领域最为前沿的课题之一，它集机械、电子、计算机、材料、传感器、控制技术及人工智能等多门学科于一体，反映了一个国家的智能化和自动化研究水平，同时也作为一个国家高科技实力的重要标志，各发达国家在该领域相继投入巨资开展研究。[0004]足式机器人能够实现复杂地面爬坡，可调整前后端高低体位运动相结合的方式，满足更大坡度的山地环境运动要求，增强了山地环境运动的适应性，但同时足式机器人行进速度低，因重心原因容易引起运动不稳定。轮式机器人更适合平坦的路面，且能高速移动，但容易打滑，不平稳，越障能力、地形适应能力差。桨式驱动的机器人可以实现在水面移动，但不适合复杂地面运动。模拟鱼类尾鳍驱动方式的仿生机器人可以实现水中的自由游动，但不太适合复杂地面上运动。如何能将各式机器人的优点集中，弥补缺点是一个当下的研究热点。[0005]比较国内外较为著名的轮桨式结合机器人，其中由TheUniversityofMichigan、McGillUniversity、UniversityofCalifornia等研究机构研制的“X-RHexLite”是一款轮足结合的机器人（https://www.gr