[發(fā)明專利]一種高機(jī)動(dòng)水陸兩棲球形機(jī)器人

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110005095.6
• 申請(qǐng)日: 2021-01-05
• 公開（公告）號(hào): CN112847395B
• 公開（公告）日: 2023-02-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于海濤;郝欣愷;杜鵬;胡海豹;黃瀟;陳效鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B25J11/00
• 分類號(hào): B25J11/00
• 代理公司: 西安凱多思知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61290
• 代理人: 云燕春

本發(fā)明一種高機(jī)動(dòng)水陸兩棲球形機(jī)器人，屬于機(jī)器人領(lǐng)域；包括殼體、內(nèi)部密封艙和機(jī)械臂；所述殼體為球型結(jié)構(gòu)，由8個(gè)相同結(jié)構(gòu)的外層球瓣拼接而成；所述內(nèi)部密封艙設(shè)置于殼體中心處，其周向分別通過8個(gè)機(jī)械臂與8個(gè)外層球瓣連接；所述機(jī)械臂包括大臂、小臂、活動(dòng)關(guān)節(jié)、基座和端部，大臂的一端通過基座與內(nèi)部密封艙的外壁鉸接，另一端通過活動(dòng)關(guān)節(jié)與小臂的一端鉸接，小臂的另一端通過端部與外層球瓣的內(nèi)表面鉸接；各鉸接處均安裝有舵機(jī)，用于實(shí)現(xiàn)外層球瓣豎直方向和水平方向的移動(dòng)；本發(fā)明通過舵機(jī)控制殼體的八個(gè)外層球瓣運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)在陸地上的翻滾、爬行和零半徑轉(zhuǎn)彎。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機(jī)器人領(lǐng)域，具體涉及一種高機(jī)動(dòng)水陸兩棲球形機(jī)器人。

背景技術(shù)

兩棲機(jī)器人具有很強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力，作業(yè)范圍廣泛，容易布放與回收，可以充當(dāng)偵察操作、救援系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)的載體，執(zhí)行人類無法完成的陸地、湖泊、河流和海洋多種操作、救援及任務(wù)，應(yīng)用前景十分廣闊。球形機(jī)器人是一類將驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)都包含在一個(gè)球形殼體內(nèi)、利用球形外殼做行走裝置的機(jī)器人系統(tǒng)。與輪式、足式、仿生等傳統(tǒng)機(jī)器人相比，球形機(jī)器人是一種結(jié)構(gòu)新穎、運(yùn)動(dòng)靈活、運(yùn)行效率高的新型機(jī)器人。球形機(jī)器人在陸地上運(yùn)動(dòng)靈活，可以實(shí)現(xiàn)全方位行走，轉(zhuǎn)彎半徑為零。將上述兩種機(jī)器人結(jié)合起來，可以實(shí)現(xiàn)兩種機(jī)器人的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，從而大大提高了機(jī)器人的使用范圍和性能，具有很好的實(shí)用性。

現(xiàn)有的水陸兩棲球形機(jī)器人相關(guān)的資料較少。專利CN101318549B提出了一種水陸兩棲球形機(jī)器人，通過吸水、噴水實(shí)現(xiàn)機(jī)器人在水中的移動(dòng)，但是由于水下環(huán)境復(fù)雜，噴水裝置并不能很好地控制噴水量的大小和方向，從而使得機(jī)器人在水下的運(yùn)動(dòng)靈動(dòng)性大大受限；且內(nèi)部裝有電機(jī)等裝置，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)機(jī)器人防水性能要求較高。

發(fā)明內(nèi)容

要解決的技術(shù)問題：

為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提出一種高機(jī)動(dòng)水陸兩棲球形機(jī)器人，通過防水舵機(jī)和外層球殼的配合，能夠在水上和陸地上實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的高機(jī)動(dòng)移動(dòng)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡單，運(yùn)動(dòng)靈活度高，是一種高性能的兩棲機(jī)器人。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種高機(jī)動(dòng)水陸兩棲球形機(jī)器人，其特征在于：包括殼體、內(nèi)部密封艙和機(jī)械臂；所述殼體為球型結(jié)構(gòu)，由8個(gè)相同結(jié)構(gòu)的外層球瓣拼接而成；

所述內(nèi)部密封艙設(shè)置于殼體中心處，其周向分別通過8個(gè)機(jī)械臂與8個(gè)外層球瓣連接；所述機(jī)械臂包括大臂、小臂、活動(dòng)關(guān)節(jié)、基座和端部，大臂的一端通過基座與內(nèi)部密封艙的外壁鉸接，另一端通過活動(dòng)關(guān)節(jié)與小臂的一端鉸接，小臂的另一端通過端部與外層球瓣的內(nèi)表面鉸接；各鉸接處均安裝有舵機(jī)，其中，大臂舵機(jī)用于驅(qū)動(dòng)大臂繞基座旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，小臂舵機(jī)用于驅(qū)動(dòng)小臂繞大臂旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，球瓣處舵機(jī)用于驅(qū)動(dòng)球瓣繞小臂旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)外層球瓣豎直方向和水平方向的移動(dòng)；

所述內(nèi)部密封艙內(nèi)設(shè)置有圖像采集系統(tǒng)、中心控制系統(tǒng)、姿態(tài)信息采集系統(tǒng)和電源系統(tǒng)，用于整個(gè)機(jī)器人的控制及相關(guān)圖像、信息的采集。

本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：8個(gè)所述外層球瓣以殼體的球心對(duì)稱設(shè)置，位于下部的四個(gè)外層球瓣作為機(jī)器人爬行或零半徑轉(zhuǎn)向的支撐。

本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述舵機(jī)為數(shù)字防水舵機(jī)。

本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述內(nèi)部密封艙內(nèi)設(shè)置有隔板和電路板安裝基板，用于將密封艙內(nèi)的電子板器件進(jìn)行固定和分割，以避免短路的問題出現(xiàn)。

本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述外層球瓣內(nèi)表面均設(shè)置有加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)，用于增加機(jī)器人殼體的強(qiáng)度。

本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述舵機(jī)的控制線路通過安裝于內(nèi)部密封艙外壁的穿線螺栓與中心控制系統(tǒng)連接。

有益效果