[發明專利]一種變形多棲機器人及控制方法

有效

• 申請號: 202010180964.4
• 申請日: 2020-03-16
• 公開（公告）號: CN111216498B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 姬書得;王海瑞;胡為;宋崎;龔鵬;岳玉梅;熊需海;楊康;王留芳
• 申請（專利權）人: 沈陽航空航天大學
• 主分類號: B60F5/00
• 分類號: B60F5/00;B60F5/02;B60B19/02;B60L50/75;B64C27/26;B64C29/00;B64C35/00;B64D27/24
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 李珉

1.一種變形多棲機器人，其特征在于：包括機身、機翼、多功能車輪及車輪姿態調整組件，所述機翼數量為兩個，兩個機翼對稱安裝在機身頂部左右兩側；所述多功能車輪數量為四個，四個多功能車輪在機身四周均布設置，機身與每個多功能車輪之間均通過車輪姿態調整組件相連；

所述車輪姿態調整組件包括第一調姿電機、第一支臂、第二調姿電機及第二支臂，所述第一調姿電機嵌裝在機身上，所述第一支臂一端固連在第一調姿電機的電機軸上，第一支臂另一端與第二支臂一端相鉸接，所述多功能車輪連接在第二支臂另一端；所述第二調姿電機安裝在第一支臂與第二支臂的鉸接處，第二調姿電機用于驅動第二支臂做擺轉運動，所述第一調姿電機用于驅動第一支臂做回轉運動；

所述多功能車輪包括橡膠輪胎、原磁體輪轂、電磁套筒、轉接軸及涵道動力機構；所述橡膠輪胎固定套裝在原磁體輪轂上，原磁體輪轂套裝在電磁套筒上，原磁體輪轂內表面與電磁套筒外表面滑動接觸配合；所述涵道動力機構位于電磁套筒內側，所述轉接軸穿過原磁體輪轂的中心孔，轉接軸一端與第二支臂相固連，所述涵道動力機構連接在轉接軸的另一端；

所述涵道動力機構包括葉片、外轉子電機及整流罩；所述外轉子電機的內定子軸與轉接軸相固連，外轉子電機的轉子外套上均布有若干葉片安裝座，葉片安裝座采用直桿形結構，每個葉片安裝座上均固裝有一個葉片，葉片的根部固連在葉片安裝座上，在葉片的頂部中心固設有銷柱，在所述電磁套筒的內表面開設有銷孔，銷柱位于銷孔內，銷柱可在銷孔內自由轉動；在所述外轉子電機的轉子外套表面開設有滑槽，葉片安裝座滑動連接在滑槽內，所述整流罩扣裝在外轉子電機頂部，在整流罩內部的外轉子電機上設置有葉片轉角調整電機，在葉片轉角調整電機的電機軸上串聯固裝有第一卷線輪和第二卷線輪，在所述外轉子電機上分別設置有第一導向器、第二導向器、第一分向柱及第二分向柱，所述第一卷線輪與線索一端纏繞連接，線索另一端首先穿過第一導向器，再繞過第一分向柱，然后依次固定穿過所有葉片安裝座端部穿線孔，之后再繞過第二分向柱，最后穿過第二導向器后纏繞連接在第二卷線輪上，且線索在第一卷線輪和第二卷線輪上的纏繞方向相反。

2.根據權利要求1所述的一種變形多棲機器人，其特征在于：所述機身內部分別設有前貨倉、中部貨倉、后貨倉、左貨倉及右貨倉；所述中部貨倉分為上下兩層，兩層之間由密封隔板進行分隔，上層空間用于儲物，在下層空間分別安裝有主控制器、重心調節器、通訊器、壓力調節器、電源管理器及衛星導航器；在所述機身前端安裝有圖像識別相機、激光雷達及空速管；所述左貨倉分為上下兩層，兩層之間由密封隔板進行分隔，上層空間用于儲物，下層空間包括第一機身重心調節室和第一蓄水艙，在第一機身重心調節室內安裝有第一機身重心調節機構，在第一機身重心調節機構上設置有蓄水艙調壓組件；所述右貨倉分為上下兩層，兩層之間由密封隔板進行分隔，上層空間用于儲物，下層空間包括第二機身重心調節室和第二蓄水艙，在第二機身重心調節室內安裝有第二機身重心調節機構，在第二機身重心調節機構上設置有中樞供能組件；在所述第一蓄水艙和第二蓄水艙內均設置有水壓傳感器；所述第一機身重心調節室與第二機身重心調節室左右對稱分布，所述第一蓄水艙與第二蓄水艙左右對稱分布。

3.根據權利要求2所述的一種變形多棲機器人，其特征在于：所述第一機身重心調節機構和第二機身重心調節機構結構相同，均包括矢量電機、主動帶輪、從動帶輪、皮帶、導向滑軌、滑塊及滑臺板；所述導向滑軌采用平行雙軌結構，所述皮帶傳動連接在主動帶輪與從動帶輪之間，皮帶位于兩根導向滑軌中間，皮帶與導向滑軌相平行，所述主動帶輪固裝在矢量電機的電機軸上；所述滑塊安裝在導向滑軌上，所述滑臺板水平固裝在滑塊上，滑臺板通過滑塊可沿導向滑軌直線移動，滑臺板下表面與皮帶相固連；所述蓄水艙調壓組件安裝在第一機身重心調節機構的滑臺板上，所述中樞供能組件安裝在第二機身重心調節機構的滑臺板上。

4.根據權利要求2所述的一種變形多棲機器人，其特征在于：所述第一蓄水艙和第二蓄水艙結構相同，均分為上下兩層，兩層之間由隔水膜進行分隔，上層空間作為氣體倉，下層空間作為水倉，所述水倉的倉底板上開設有通水孔，水倉通過通水孔與機身外部連通，在通水孔處設置有電動密封蓋；所述蓄水艙調壓組件包括空壓機及高壓氣瓶，空壓機的吸氣口通過管路與氣體倉相連通，空壓機的排氣口與高壓氣瓶的進氣口相連通，高壓氣瓶的出氣口通過管路與氣體倉相連通。