CN104401193A - 越障侦察机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种越障侦察机器人，属于能在复杂路面行进和飞行越障的侦察机器人。飞行部分的上安装板通过腿管管夹支座与陆行部分的下安装板固定连接。本发明的有益效果是，陆行部分采用仿生腿和轮子结合的行进方式，兼顾越障和速度两方面性能；在陆空两栖转换时可以垂直起降，飞行部分没有机械传动，结构简单不易损坏易于维护。该机器人不仅具有地面快速行进能力同时兼备地面越障功能，还可以在任何地形的任意地点垂直起飞降落。

Description

越障侦察机器人

技术领域

本发明涉及一种在复杂环境中进行侦察的机器人装置，属于能在复杂路面行进和飞行越障的侦察机器人。 

背景技术

目前，已有的陆空侦察设备有：轮式车和固定翼飞机的结合产物、轮式车和旋翼机的结合产物。轮式，越障能力有限，在冰面、雪地、泥地、沙石地的行进性能不足；固定翼结构，滑跑起降，需要较长的平坦路面，对起降场地要求高，不能悬停，可操作性差，机翼体积较大；旋翼机结构，机械结构较为复杂，可靠性、维护性差，也需要滑跑起降，并且飞行速度有限。在查阅过程中发现，国内外已有的侦察设备不能兼顾行走越障、飞行越障、轮式快速行进。 

发明内容

本发明提供一种越障侦察机器人，以解决现有陆空两栖设备不能垂直起降、地面越障性能差的问题。 

本发明采用的技术方案是：飞行部分的上安装板通过腿管管夹支座与陆行部分的下安装板固定连接。 

所述飞行部分的结构是：电控箱与上安装板固定连接，舵机与上安装板固定连接，舵机的输出轴通过键与螺旋桨支撑管管夹连接，该螺旋桨支撑管管夹通过螺栓与螺旋桨支撑管连接，该螺旋桨支撑管终端通过螺旋桨支撑管管夹固定住上下无刷电机，无刷电机的输出轴通过子弹头紧固螺母分别与正螺旋桨、反螺旋桨固定连接； 

所述陆行部分的结构是：腿管管夹支座通过螺栓固定在上安装板和下安装板间，腿部无刷电机通过无刷电机支座固定到下安装板上，电机输出同步齿轮通过键连接在腿部无刷电机的输出轴上，电机输出同步齿轮与单面齿同步带啮合，单面齿同步带与同步齿输出轴啮合，同步齿输出轴通过轴承与腿管终端管夹配合，皮带压紧弹簧固定在皮带压紧带轮两端，皮带压紧带轮压在单面齿同步带的外侧使单面齿同步带时刻处于张紧状态，其中单面齿同步带穿过腿管内腔，腿管管夹通过螺栓紧固住腿管，同步齿输出轴通过键连接在变速箱上，变速箱输出轴与变速箱连接，腿部舵机通过键与腿管管夹连接在一起；

轮式腿上侧板和轮式腿下侧板通过螺栓螺母连接在一起，两板之间留有10mm的间隙，带棘爪的3.7G电机通过螺栓固定在轮式腿上侧板的外侧，变速箱输出轴通过轴套与轮式腿上侧板和轮式腿下侧板的轴孔配合，变速箱输出轴通过键与主轴输入齿轮和棘轮分别固定在一起，主轴输入齿轮与同步阶梯直齿轮啮合，同步阶梯直齿轮与双面齿同步带外啮合，双面齿同步带与小同步轮内啮合，小同步轮通过键与轮子固定到一起。

本发明的有益效果是，陆行部分采用仿生腿和轮子结合的行进方式，兼顾越障和速度两方面性能；在陆空两栖转换时可以垂直起降，飞行部分没有机械传动，结构简单不易损坏易于维护。该机器人不仅具有地面快速行进能力同时兼备地面越障功能，还可以在任何地形的任意地点垂直起飞降落。 

附图说明

图1是本发明的结构示意图； 

图2是本发明去掉电控箱、上层板和飞行部分的轴测图；

图3是本发明行走驱动部分半剖视图；

图4是本发明行走驱动部分半剖视图；

图5是本发明仿生轮式腿整体轴测图；

图6是本发明仿生轮式腿去掉侧板的轴侧图。

具体实施方式

飞行部分1的上安装板1004通过腿管管夹支座2003与陆行部分2的下安装板1010固定连接。 

在图1中，子弹头紧固螺母1001、正螺旋桨1002、电控箱1003、上安装板1004、舵机1005、反螺旋桨1006、无刷电机1007、螺旋桨支撑管1008、螺旋桨支撑管管夹1009、下安装板1010。 

所述飞行部分1的结构是：电控箱1003与上安装板1004固定连接，舵机1005与上安装板1004固定连接，舵机1005的输出轴通过键与螺旋桨支撑管管夹1009连接，该螺旋桨支撑管管夹1009通过螺栓与螺旋桨支撑管1008连接，该螺旋桨支撑管1008终端通过螺旋桨支撑管管夹1009固定住上下无刷电机1007，无刷电机1007的输出轴通过子弹头紧固螺母1001分别与正螺旋桨1002、反螺旋桨1006固定连接； 

在图2、图3、图4中，同步齿输出轴2001、无刷电机支座2002、腿管管夹支座2003、腿管2004、腿管管夹2005、单面齿同步带2006、变速箱输出轴2007、变速箱2008、腿管终端管夹2009、腿部舵机2010、皮带压紧弹簧2011、电机输出同步齿轮2012、皮带压紧带轮2013、腿部无刷电机2014；

所述陆行部分2的结构是：腿管管夹支座2003通过螺栓固定在上安装板1004和下安装板1010间，腿部无刷电机2014通过无刷电机支座2002固定到下安装板1010上，电机输出同步齿轮2012通过键连接在腿部无刷电机2014的输出轴上，电机输出同步齿轮2012与单面齿同步带2006啮合，单面齿同步带2006与同步齿输出轴2001啮合，同步齿输出轴2001通过轴承与腿管终端管夹2009配合，皮带压紧弹簧2011固定在皮带压紧带轮2013两端，皮带压紧带轮2013压在单面齿同步带2006的外侧使单面齿同步带2006时刻处于张紧状态，其中单面齿同步带2006穿过腿管2004内腔，腿管管夹2005通过螺栓紧固住腿管2004，同步齿输出轴2001通过键连接在变速箱2008上，变速箱输出轴2007与变速箱2008连接，腿部舵机2010通过键与腿管管夹2005连接在一起；

在图5、图6中，轮式腿上侧板2015、轮式腿下侧板2016、轮子2017、棘轮2018、带棘爪的3.7G电机2019、主轴输入齿轮2020、同步阶梯直齿轮2021、双面齿同步带2022、小同步轮2023；

轮式腿上侧板2015和轮式腿下侧板2016通过螺栓螺母连接在一起，两板之间留有10mm的间隙，带棘爪的3.7G电机2019通过螺栓固定在轮式腿上侧板2015的外侧，变速箱输出轴2007通过轴套与轮式腿上侧板2015和轮式腿下侧板2016的轴孔配合，变速箱输出轴2007通过键与主轴输入齿轮2020和棘轮2018分别固定在一起，主轴输入齿轮2020与同步阶梯直齿轮2021啮合，同步阶梯直齿轮2021与双面齿同步带2022外啮合，双面齿同步带2022与小同步轮2023内啮合，小同步轮2023通过键与轮子2017固定到一起。

当带棘爪的3.7G电机2019不做动(棘轮2018没有被棘爪卡住，棘轮2018相对于轮式腿上侧板2015转动)且同步齿输出轴2001有速度输出时，轮子2017转动，机器人以普通轮子滚动方式前进；当带棘爪的3.7G电机2019做动时（棘轮2018被棘爪卡住，棘轮2018与轮式腿上侧板2015固定在一起），变速箱输出轴2007相对于轮式腿上侧板2015和轮式腿下侧板2016不动，从而轮式腿上侧板2015和轮式腿下侧板2016随变速箱输出轴2007进行周转，实现仿生轮式腿功能。 

由陆行部分和飞行部分组成，飞行部分采用8个直流无刷电机(两个一组)直接驱动8个螺旋桨提供升力。地面行进部分采用4个仿生轮式腿结构，既可以周转行走前进又可以采用轮式快速前进，左右4个轮式腿分别由两个无刷电机驱动。 

本发明中仿生轮式腿结构由3个相差120的杆件始端固定到一起组成，3个杆件的终端分别有一个轮子，3个轮子联动。当整个仿生腿周转时，3个轮子相对于杆件不动，这时机器人采用越障能力极强的仿生腿结构前进。当仿生腿不周转时，3个小轮子相对于杆件和地面都进行转动，使得行进速度提高。在两种行进方式间可以任意转化，将速度输入主轴和机架（杆件）固定在一起就可以实现仿生周转，反之采用后者轮式快速行进。飞行部分采用8个无刷电机直机驱动螺旋桨提供升力，两个电机为一组，这两个电机在同一竖直轴线上反向安装，分别驱动两个桨相对反向转动，这样两个电机可以相互抵消扭矩。这一组电机固定在由机架伸出的一个杆件终端，一共伸出4个杆件。 

Claims (3)

1.一种越障侦察机器人，其特征在于：飞行部分的上安装板通过腿管管夹支座与陆行部分的下安装板固定连接。

2.所述飞行部分的结构是：电控箱与上安装板固定连接，舵机与上安装板固定连接，舵机的输出轴通过键与螺旋桨支撑管管夹连接，该螺旋桨支撑管管夹通过螺栓与螺旋桨支撑管连接，该螺旋桨支撑管终端通过螺旋桨支撑管管夹固定住上下无刷电机，无刷电机的输出轴通过子弹头紧固螺母分别与正螺旋桨、反螺旋桨固定连接。

3.所述陆行部分的结构是：腿管管夹支座通过螺栓固定在上安装板和下安装板间，腿部无刷电机通过无刷电机支座固定到下安装板上，电机输出同步齿轮通过键连接在腿部无刷电机的输出轴上，电机输出同步齿轮与单面齿同步带啮合，单面齿同步带与同步齿输出轴啮合，同步齿输出轴通过轴承与腿管终端管夹配合，皮带压紧弹簧固定在皮带压紧带轮两端，皮带压紧带轮压在单面齿同步带的外侧使单面齿同步带时刻处于张紧状态，其中单面齿同步带穿过腿管内腔，腿管管夹通过螺栓紧固住腿管，同步齿输出轴通过键连接在变速箱上，变速箱输出轴与变速箱连接，腿部舵机通过键与腿管管夹连接在一起；

轮式腿上侧板和轮式腿下侧板通过螺栓螺母连接在一起，两板之间留有10mm的间隙，带棘爪的3.7G电机通过螺栓固定在轮式腿上侧板的外侧，变速箱输出轴通过轴套与轮式腿上侧板和轮式腿下侧板的轴孔配合，变速箱输出轴通过键与主轴输入齿轮和棘轮分别固定在一起，主轴输入齿轮与同步阶梯直齿轮啮合，同步阶梯直齿轮与双面齿同步带外啮合，双面齿同步带与小同步轮内啮合，小同步轮通过键与轮子固定到一起。