[發明專利]一種可變結構的陸空兩棲機器人

在審

• 申請號: 202210177205.1
• 申請日: 2022-02-24
• 公開（公告）號: CN114347739A
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 沈煜年;張新翼;白匯明;郭楓;王宇超
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: B60F5/02
• 分類號: B60F5/02;B62D57/032
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 汪清

本發明公開了一種可變結構的陸空兩棲機器人，屬于智能機器人領域，包括飛行動力裝置、爬行動力裝置、控制系統、結構件和電池，所述控制系統固定在機身結構件內部，電池固定在機身結構件上方；四條腿足均勻分布于機身四周；所述飛行動力裝置固定在各腿足末節中間；本發明機器人區別于傳統的陸空兩棲機器人，可以通過改變自身結構進行飛行模式和爬行模式的切換，適應空中和非結構化地表等多種環境。本發明機器人質量輕，強度高，集成度高，應用靈活，尤其是其四足爬行裝置具有優越的地面越障能力，同時也能提高傳統四旋翼無人機的工作時間。

技術領域

本發明屬于智能機器人領域，具體涉及一種可變結構的陸空兩棲機器人。

背景技術

隨著經濟社會的發展和當前大量基礎設施建設的需要，傳統人工或普通機械方式難以適應越來越復雜的工作環境，達到既定需求。同時多旋翼無人機越來越多地進入測繪、工程監測和防護救災領域，在許多大型項目和特種應用方面發揮了重要的作用。然而現有的無人機往往只能實現飛行、懸停等空中操作，不能實現地面越障、行走等，這使得現有的無人機不能很好地適應現在的復雜工程環境，也無法提供多種視角的探測信息，而陸空兩棲機器人能很好地適應這些復雜環境下的作業需求。

中國專利文獻CN201420742237.2公開了一種陸空兩棲機器人。該機器人具有固定連接的飛行裝置與陸行裝置，飛行裝置采用共軸雙槳，結構緊湊，陸行裝置采用仿生結構的不完全輪結構，在很小的重量和尺寸下達到了高于輪式與履帶式結構的越障能力，然而在大多數工程環境中，不完全輪結構仍不能很好地適應作業需求。

中國專利文獻CN202110124993.3公開了一種陸空兩棲機器人。該機器人特征包括橢球形殼體和殼體內的中心旋轉軸、地面運動模塊、升力模塊，通過中心旋轉軸帶動殼體實現地面滾動，通過升力模塊的四個旋翼帶動整體實現飛行，該機器人在平坦度較高的地面滾動效率較高，但是仍缺乏對復雜地面環境的適應能力。

且上述專利的陸空兩棲機器人都是固定結構，占用空間無法改變，為解決上述問題，有必要發明一種全新的陸空兩棲機器人。

發明內容

本發明的目的在于提供一種可變結構的陸空兩棲機器人，以解決現有陸空兩棲機器人占用空間大、地面越障能力較弱的問題。可變結構的陸空兩棲機器人具有飛行和爬行兩種運動模式，能夠根據作業需求靈活改變結構，切換模式。

實現本發明目的的技術解決方案為：

一種可變結構的陸空兩棲機器人，能夠進行飛行模式和爬行模式切換，包括機身結構件，均勻分布在機身結構件上的四個腿機構；

所述腿機構包括依次相連的第一腿節、第二腿節和第三腿節；

所述機身結構件上設有第一舵機，用于驅動第一腿節繞機身結構件的轉動，實現第一腿節在飛行模式下的固定，以及在爬行模式下的橫擺運動；

所述第一腿節上設有第二舵機，用于驅動第二腿節繞第一腿節的轉動，實現第二腿節在飛行模式下的水平狀態，以及在爬行模式下的上下擺動；

所述第三腿節上設有第三舵機和電機；所述第三舵機用于驅動第三腿節繞第二腿節的轉動，實現第三腿節在飛行模式下的水平狀態，以及在爬行模式下的上下擺動；所述電機用于飛行模式下驅動槳葉的旋轉；

所述第三腿節末端設有用于增加與地面接觸摩擦力的結構。

本發明與現有技術相比，其顯著優點是：

(1)本發明可變結構的陸空兩棲機器人，具有空中飛行和地面爬行功能，可以根據作業需求在四旋翼飛行模式與四足爬行模式之間自由切換，適應復雜工程環境；

(2)結構簡單，主要結構件僅板、支撐柱和支架三種，零部件數目少，制造、維修與改進方便。

附圖說明

圖1為本發明一種可變結構的陸空兩棲機器人的爬行模式總體結構示意圖。