[發明專利]一種兼具飛行和爬壁功能的兩棲機器人

有效

• 申請號: 201810662969.3
• 申請日: 2018-06-25
• 公開（公告）號: CN108944304B
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發明（設計）人: 劉彥偉;李鵬陽;肖旭東;湯奧斐;楊明順;趙仁峰
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: B60F5/02
• 分類號: B60F5/02;B62D55/075;B64C27/28
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 王蕊轉

本發明公開了一種兼具飛行和爬壁功能的兩棲機器人，包括履帶爬壁機構，履帶爬壁機構上連接有四旋翼傾轉機構。該機器人通過傾轉旋翼的方式來變換機器人的姿態，飛行時，履帶爬壁機構處于水平姿態，需要在壁面上著陸時，四旋翼傾轉機構將履帶爬壁機構變換為近似豎直姿態，并逐漸接近壁面進行穩定著陸，使機器人重心緊貼壁面，同時著陸過程中旋翼提供穩定的豎直升力。

技術領域

本發明屬于特種機器人技術領域，涉及一種兼具飛行和爬壁功能的兩棲機器人。

背景技術

爬壁機器人是能夠在垂直壁面上爬行的特種機器人，在災難搜救、軍事偵察、橋梁檢測、星球探測等領域具有廣闊的應用前景。而單一爬壁功能很難適應復雜的任務環境，例如出發地距離執行偵察任務的目的地有一定距離，機器人需要適應復雜地形環境，且爬行速度較慢。

兼具飛行和爬壁功能的機器人能夠提升機器人的任務執行能力，飛行功能可以輔助爬壁機器人適應復雜的任務環境。中國專利(申請號：201310118990.4；專利名稱：一種飛行和爬壁兩棲機器人及其控制方法；公開號：103192987A；公開日：2013.07.10)公開了一種飛行和爬壁兩棲機器人及其控制方法，可以在飛行和爬壁之間進行自主的切換，著陸在壁面上時四旋翼處于水平姿態，重心距離壁面較遠，傾覆力矩大。美國斯坦福大學研制的具有飛行和爬壁功能的SCAMP機器人著陸在壁面上時四旋翼頂部貼近壁面，重心距離壁面較近，傾覆力矩小(Pope M T,Kimes C W,Jiang H,et al.A Multimodal Robot for Perchingand Climbing on Vertical Outdoor Surfaces[J].IEEE Transactions on Robotics,2017,33(1):38-48.)，但在壁面著陸過程中，SCAMP機器人頭部接觸壁面支撐，在自身慣性和氣動推進力的作用下機身翻轉90°后爪刺結構才接觸壁面進行粘附，四旋翼翻轉較大角度后，氣動推進力在豎直方向上的分力不足以克服自身重力，穩定性不足。

發明內容

本發明的目的是提供一種兼具飛行和爬壁功能的兩棲機器人，該機器人通過傾轉旋翼的方式來變換機器人的姿態，使機器人重心緊貼壁面，同時著陸過程中旋翼提供穩定的豎直升力。

本發明所采用的技術方案是，一種兼具飛行和爬壁功能的兩棲機器人，包括履帶爬壁機構，包括履帶爬壁機構上連接有四旋翼傾轉機構。

本發明的特點還在于，

履帶爬壁機構包括機構本體，機構本體的相對兩側分別設有粘附履帶本體(1-2)，每條粘附履帶本體的兩端分別設有帶輪A和帶輪B；

機構本體的一端設有兩個爬壁電機，一個爬壁電機對應驅動一條粘附履帶本體動作；每條粘附履帶本體上的帶輪A與一個爬壁電機的輸出軸連接；

機構本體的另一端中部設有尾巴，尾巴上連接有舵機A，舵機A的輸出軸連接在機構本體上；

機構本體兩端的相對兩側分別設有支座，機構本體通過支座與四旋翼傾轉機構連接。

四旋翼傾轉機構包括位于機構本體兩端的轉軸A和轉軸B，轉軸A的兩端和轉軸B的兩端分別通過支座支撐，且轉軸A的兩端和轉軸B的兩端分別設有旋翼電機，每個旋翼電機的輸出軸朝上設置，且旋翼電機的輸出軸上設有旋翼；

轉軸A的中部分別設有導向槽A和導向槽B，轉軸B的中部分別設有導向槽C和導向槽D，導向槽A和導向槽C位于同一個平面內，導向槽B和導向槽D位于同一個平面內；

繩索A的一端固定在導向槽A內，繩索A的另一端繞在導向槽C內；繩索B的一端繞在導向槽B內，繩索B的另一端連接在舵盤上；舵盤上還連接繩索C的一端，繩索C的另一端繞在導向槽D內；

機構本體的中部設有舵機B，舵機B的輸出軸與舵盤連接。

繩索A、繩索B及繩索C均為滌綸繩。