[發(fā)明專利]一種納型空陸兩用機(jī)器人

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811231271.2
• 申請日: 2018-10-22
• 公開（公告）號(hào): CN109228809A
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孟子陽;劉嘉誠
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): B60F5/02
• 分類號(hào): B60F5/02;B64C27/08
• 代理公司: 北京清亦華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 廖元秋

1.一種納型空陸兩用機(jī)器人，包括含有一X型機(jī)器人控制電路板的機(jī)器人控制單元，在所述機(jī)器人控制電路板的四臂末端分別固定有一個(gè)螺旋槳電機(jī)，且各螺旋槳電機(jī)分別通過導(dǎo)線與所述機(jī)器人控制電路板連接，各螺旋槳電機(jī)的輸出端分別連接一個(gè)螺旋槳；其特征在于，通過貫穿于所述機(jī)器人控制電路板的對稱設(shè)置的兩個(gè)導(dǎo)電排針，在所述機(jī)器人控制單元的上方和下方分別固定一輪式系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電路模塊和基于光流的輔助自主定位電路模塊，且在所述機(jī)器人控制電路板與輪式系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電路模塊之間固定有一用于向機(jī)器人控制電路板供電的電池；在所述機(jī)器人控制電路板的底部固定有一組分布式車輪固定裝置，通過該車輪固定裝置在機(jī)器人的頭部固定一個(gè)無動(dòng)力的全向球形輪和在機(jī)器人的尾部固定兩個(gè)輪式系統(tǒng)電機(jī)，由各輪式系統(tǒng)電機(jī)分別連接一個(gè)車輪，并且兩個(gè)車輪對稱分布于機(jī)器人左右兩側(cè)，兩個(gè)輪式系統(tǒng)電機(jī)分別通過導(dǎo)線與所述輪式系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電路模塊連接；

所述機(jī)器人控制單元，在所述機(jī)器人控制電路板上集成有運(yùn)算控制器模塊、電源管理模塊、無線通信模塊和慣性測量模塊；所述電源管理模塊用于執(zhí)行對機(jī)器人內(nèi)運(yùn)算控制器模塊、無線通信模塊和慣性測量模塊的電源管理，進(jìn)行電池電壓的測量和充電的管理；所述無線通信模塊，包括射頻功率放大器和天線，用于將接收的地面控制端運(yùn)動(dòng)指令處理并傳送至所述運(yùn)算控制器模塊；所述運(yùn)算控制器模塊用于根據(jù)地面控制端的運(yùn)動(dòng)指令產(chǎn)生地面運(yùn)動(dòng)指令并將該地面運(yùn)動(dòng)指令通過所述導(dǎo)電排針的上端傳送至輪式系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電路模塊，或者結(jié)合所述慣性測量模塊測量的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)和通過所述導(dǎo)電排針下端接收的輔助自主定位電路模塊的測量結(jié)果，進(jìn)行機(jī)器人的位姿估計(jì)，并且以位姿估計(jì)作為反饋量構(gòu)成閉環(huán)控制進(jìn)行機(jī)器人穩(wěn)定飛行參數(shù)的計(jì)算，將產(chǎn)生的空中飛行指令通過導(dǎo)線傳送至各螺旋槳電機(jī)；

所述輪式系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電路模塊，包括集成在電路板上的低電壓電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片以及其正常工作所需的電阻電容網(wǎng)絡(luò)，用于將所述運(yùn)算控制器模塊通過所述導(dǎo)電排針發(fā)送的地面運(yùn)動(dòng)指令轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)各輪式系統(tǒng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的電流信號(hào)；

所述基于光流的輔助自主定位電路模塊，包括集成在電路板上的環(huán)境感知傳感器及其正常工作所需的電阻電容網(wǎng)絡(luò)，用于實(shí)現(xiàn)所述納型空陸兩用機(jī)器人的自主環(huán)境感知，且該輔助自主定位電路模塊通過所述導(dǎo)電排針的下端與所述機(jī)器人控制電路板中的運(yùn)算控制器模塊連接。

2.如權(quán)利要求1所述的納型空陸兩用機(jī)器人，其特征在于，該納型空陸兩用機(jī)器人的總重量為30～40g，直徑為90～100mm。

3.如權(quán)利要求1所述的納型空陸兩用機(jī)器人，其特征在于，所述基于光流的輔助自主定位電路模塊中，所述環(huán)境感知傳感器包括光流傳感器和激光測距傳感器，各傳感器的視場角范圍為20～50度。

4.如權(quán)利要求1所述的納型空陸兩用機(jī)器人，其特征在于，所述車輪固定裝置采用3D打印尼龍制得。