[發(fā)明專利]基于輪翼復合推進機構的水陸兩棲平臺及其運動方法

有效

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• 申請日: 2020-02-28
• 公開（公告）號: CN111204183B
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發(fā)明（設計）人: 夏丹;朱陽洋;周旭峰;趙意
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: B60F3/00
• 分類號: B60F3/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 張婧

本發(fā)明公開了一種基于輪翼復合推進機構的水陸兩棲平臺及其運動方法，包括平臺本體和至少4個輪翼復合推進機構，且平臺左側設置左旋的輪翼復合推進機構，平臺右側設置右旋的輪翼復合推進機構；輪翼復合推進機構包括驅動輪、第一動力組件、與驅動輪端面平面接觸可繞驅動輪中心軸線在端面移動的內圓盤、用于驅動內圓盤移動的第二動力組件、均布于驅動輪上可沿驅動輪軸線方向來回伸縮且可繞自轉軸轉動的若干個翼片以及用于帶動翼片來回伸縮的翼片伸縮組件，每一翼片通過連桿組件與內圓盤可滑動連接。本發(fā)明在水下具有機動性能好，響應速度快的性能，并且能產生各個方向的推力，加之推進模塊公轉與自轉的分離，可以同時滿足陸地和水下的運動。

技術領域

本發(fā)明涉及水陸兩棲平臺，尤其涉及一種基于輪翼復合推進機構的水陸兩棲平臺及其運動方法。

背景技術

隨著當今世界陸地不可再生資源的過度使用，海洋為人類解決能源危機提供了新的選擇，這對我們海洋開發(fā)和研究能力提出了新的挑戰(zhàn)。

在陸地上，麥克納姆輪的出現在全方位移動平臺上得到了很好的體現，然而這種移動平臺僅局限于地面上的運動，難以在水下進行高機動性的工作。在水下，目前已有的水下機器人可實現水下前進/后退、上升/下潛和轉彎運動，但遇到狹窄空間需要機器人原地轉彎或圍繞身體縱軸側向轉體時，卻無能為力，水下機動性能尚存在不足，且推進效率較低，同時也缺乏陸地短距離移動的能力。

因此，亟待解決上述問題。

發(fā)明內容

發(fā)明目的：本發(fā)明的第一目的是提供一種可獨立控制驅動輪公轉和翼片自轉使其滿足水陸兩棲運動模式的基于輪翼復合推進機構的水陸兩棲平臺。

本發(fā)明的第二目的是提供該基于輪翼復合推進機構的水陸兩棲平臺的運動方法。

技術方案：為實現以上目的，本發(fā)明公開了一種基于輪翼復合推進機構的水陸兩棲平臺，包括平臺本體和位于平臺左右兩側對稱設置的至少4個輪翼復合推進機構，且平臺左側設置左旋的輪翼復合推進機構，平臺右側設置右旋的輪翼復合推進機構；所述輪翼復合推進機構包括可旋轉的驅動輪、用于帶動驅動輪旋轉的第一動力組件、與驅動輪端面平面接觸可繞驅動輪中心軸線在端面移動的內圓盤、用于驅動內圓盤移動的第二動力組件、均布于驅動輪上可沿驅動輪軸線方向來回伸縮且可繞自轉軸轉動的若干個翼片以及用于帶動翼片來回伸縮的翼片伸縮組件，每一翼片通過連桿組件與內圓盤可滑動連接；第一動力組件驅動輪公轉的同時第二動力組件驅動內圓盤移動，并通過連桿組件帶動翼片繞自轉軸擺動。

其中，所述連桿組件包括依次連接的翼片連桿和圓盤連桿，其中翼片連桿的一端設有滑輪，該滑輪嵌入翼片的第一滑槽內且可沿其來回滑動，翼片連桿的另一端通過球軸承與圓盤連桿相連接，圓盤連桿的另一端與內圓盤相連接。

優(yōu)選地，所述第一滑槽沿翼片伸縮方向設置，且該第一滑槽與自轉軸軸線方向間隔一定距離。

優(yōu)選地，所述第一動力組件包括第一驅動電機、與第一驅動電機輸出軸相連用于帶動驅動輪公轉的連接軸以及一端與第一驅動電機相連接且另一端與翼片伸縮組件相連接用于保障第一驅動電機位置固定不動的第一電動伸縮桿，該第一電動伸縮桿的伸縮行程與翼片的伸縮行程相反。

再者，所述第二動力組件包括第二驅動電機、與第二驅動電機輸出軸同軸設置的連接盤以及與連接盤偏心設置的控制軸，控制軸與內圓盤圓心相連接，連接盤的中心軸線與驅動輪的中心軸線相重合；第二驅動電機驅動連接盤繞自身中心軸線轉動，并通過控制軸帶動內圓盤繞驅動輪的中心軸線在驅動輪端面移動。

進一步，所述翼片伸縮組件包括用于均布翼片的伸縮平臺、通過軸承與伸縮平臺中心軸處相連的L型桿、與L型桿一端相連的第一連桿、與第一連桿一端相連的沿平臺前進方向設置的拉伸桿、位于平臺本體上且沿平臺前進方向的第二滑槽以及用于驅動拉伸桿沿滑槽來回移動的第二電動伸縮桿，其中翼片自轉軸上連接有第二連桿，第二連桿通過軸承與伸縮平臺相連。

優(yōu)選地，所述翼片與驅動輪之間通過密封塊和密封圈相連接。