[發明專利]一種多棲機器人及方法

有效

• 申請號: 201810026320.2
• 申請日: 2018-01-11
• 公開（公告）號: CN108237856B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 楊富春;李海龍
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: B60F5/02
• 分類號: B60F5/02;B64C27/08;B64C27/12;B64C27/32;B63H5/15;B63C11/52;B63G8/14
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 任歡

本發明公開了一種多棲機器人及方法，它解決了現有技術中機器人無法實現多棲的問題，具有結構緊湊、滿足多種環境使用需求的有益效果，其方案如下：一種多棲機器人，包括機身，機身的周側設置至少四個螺旋槳，機身內設置五個驅動電機，各驅動電機分別通過傳動部件帶動各個螺旋槳旋轉，螺旋槳底側部通過槽輪部件與轉向電機連接以帶動螺旋槳在豎直平面內旋轉設定的角度，以使機器人實現空中或地面或水面或水下運動。

技術領域

本發明涉及機器人領域，特別是涉及一種多棲機器人及方法。

背景技術

機器人是一個復雜的無人系統，用以代替人類進行復雜、艱苦甚至危險的工作，它涉及到電子、計算機、流體、結構、材料、液壓、水聲、光學、電磁、導航控制等多門學科，體現了一個國家的綜合技術力量和水平。在水下機器人方面，我國水下機器人的研究已經取得了較大進步，且已廣泛應用于包括海洋工程、港口建設、海洋石油、海事執法取證、科學研究和海軍防務等諸多領域，用以完成水下搜救、探測打撈、深海資源調查、海底線管敷設與檢查維修、水下考古、電站及水壩大壩檢測等各項工作；在無人機方面，我國無人機研究起步于20世紀50年代，在90年代取得實質性進展。經過不懈努力，無人機技術取得長足進步，性能不斷提高，已形成較為完善的無人機體系，各種類型、各種功能無人機已投入使用。但無人機與水下機器人等現有的幾類機器人大都只能完成單一空間的運動，在某些有特殊要求的作業場合，并不能達到理想的作業效果。例如，當進行探險、考古作業等需要進入密室的作業時，為了防止損壞密室結構，通常通過在墻壁上打孔洞的方式送入帶有攝像頭的設備進行內部勘察，這時一臺多棲機器人的多棲作業能力便能得到體現，在通過孔洞時，地面爬行功能是一種最理想的節省空間的運動方式，同時由于密室內部空間結構是未知的，為了近距離進行觀察，機身密封性、空中飛行、地面爬行、水面漂浮、水下游動等能力便成了一臺探測機器人的必備能力；當需要實現水下遠距離運動時，可使機器人通過水面運動到達指定作業地點上方再下潛至指定地點，由于水面運動比水下運動阻力小，這樣的運動方式既提高了工作效率又節省了能量。

因此，需要對一種多棲機器人進行新的研究設計。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提供了一種多棲機器人，該機器人自身旋轉與螺旋槳整體旋轉單獨控制，可實現機器人在空中、地面、水面、水下可靠運動。

一種多棲機器人的具體方案如下：

一種多棲機器人，包括機身，機身的周側設置至少四個螺旋槳，機身內設置若干驅動電機，各驅動電機分別通過傳動部件帶動各個螺旋槳旋轉，螺旋槳底側部通過槽輪部件與轉向電機連接以帶動螺旋槳在豎直平面內旋轉設定的角度，以使機器人實現空中或地面或水面或水下運動。

該機器人中，機身帶有密封艙，對傳動部件、驅動電機、轉向電機和槽輪部件進行有效密封，以避免機器人在水下失效，且在機身表面覆蓋有浮力板，以保證機器人在水下運動時所受到的浮力略大于機身重力。

進一步地，所述螺旋槳的螺旋槳軸底部設置與所述槽輪部件連接的轉向部件，所述傳動部件設于轉向部件內。

傳動部件可以是兩個第一錐齒輪的配合，或者半交叉傳送帶，或者蝸輪蝸桿。

進一步地，所述轉向部件外設置電磁部件，螺旋槳軸套有彈簧，彈簧一端與電磁部件連接，在電磁部件通電產生磁力作用下彈簧被壓縮，轉向部件一側設置導流管，導流管與轉向部件固連隨轉向部件運動，彈簧設于導流管內部。

進一步地，所述彈簧頂部設置滑塊，螺旋槳軸為花鍵軸，所述滑塊內側開有內花鍵，外側開有外花鍵，滑塊內側花鍵與螺旋槳軸嚙合，滑塊外側花鍵與導流管內側內花鍵嚙合，使導流管與螺旋槳軸周向固定，并跟隨螺旋槳軸旋轉，導流管為一中空的T型管，其即可跟隨轉向部件的轉動而轉動，也可相對轉向部件做周向運動，且表面中空以避免對螺旋槳旋轉的干擾。