CN105480036A - 一种智能水陆两栖机器人 - Google Patents

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孙春香
韩士玉
黄伯超
陈健龙
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60F—VEHICLES FOR USE BOTH ON RAIL AND ON ROAD; AMPHIBIOUS OR LIKE VEHICLES; CONVERTIBLE VEHICLES
    • B60F3/00—Amphibious vehicles, i.e. vehicles capable of travelling both on land and on water; Land vehicles capable of travelling under water
    • B60F3/003—Parts or details of the vehicle structure; vehicle arrangements not otherwise provided for
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D57/00—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track
    • B62D57/02—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track with ground-engaging propulsion means, e.g. walking members
    • B62D57/032—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track with ground-engaging propulsion means, e.g. walking members with alternately or sequentially lifted supporting base and legs; with alternately or sequentially lifted feet or skid

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Abstract

本发明公开了一种智能水陆两栖机器人，包括：前腿部组件（1）、后腿部组件（3）、尾部组件（4）、躯体组件（2）、尾部防水波纹管（5）、躯体防水波纹管（6）、控制器、电池组、无线收发器和浮力控制装置。将两栖机器人的躯体扭转运动和尾部游动三个关节相结合，实现两栖机器人的爬行运动和游动，简化了机构复杂度，解决了传统两栖机器人在陆地上和水中分别采用不同的推进机构导致的两栖机器人机构复杂、适应性差、占用空间大、设计成本高、稳定性差的问题。

Description

一种智能水陆两栖机器人
技术领域
本发明涉及机器人，特别是一种智能水陆两栖机器人。
背景技术
多年来的实践证明，现代局部战争大多发生在沿海地区，两栖作战正在成为一种经常性的重要作战方式。在两栖作战中利用高机动性机器人执行高危险性的作战任务，成为各国军事技术专家研究的一个热点。而到目前为止，人类已经研究开发出了大量的陆地多足机器人和水下机器人，也成功地应用到各个领域中去，但这两种机器人在实际运用的过程中都出现了各自的局限性，如果陆地机器人智能在地面上进行运动，而水下机器人智能在水下才有较强的运动能力，而在沿海等水陆两栖环境这两种机器人就不能正常作业。为了开发出环境适应性更强的机器人，各国研究人员开始研究仿生两栖机器人。
目前传统的水陆两栖机器人结构形式一般包括前腿部组件、后腿部组件、尾部组件、控制器、电池组和无线收发器，同时，国内外在水陆两栖机器人方面也取得了一定得成绩。不过由于传统两栖机器人在陆地上和水中分别采用不同的推进机构，导致两栖机器人往往机构设计较复杂，适应性差，占用空间大，设计成本高，稳定性差。
发明内容
本发明目的在于提供一种智能水陆两栖机器人，解决两栖机器人机构复杂、适应性差、占用空间大、设计成本高、稳定性差的问题。
一种智能水陆两栖机器人，包括：前腿部组件、后腿部组件、尾部组件、控制器、电池组和无线收发器，还包括：躯体组件、尾部防水波纹管、躯体防水波纹管和浮力控制装置。
所述前腿部组件，包括：右前腿关节、左前腿关节和前腿驱动轴；所述躯体组件，包括：前躯体壳体、后躯体壳体、前腿驱动舵机、躯体驱动舵机、后腿驱动舵机和躯体扭动关节；所述后腿部组件，包括：后腿驱动轴、右后腿关节和左后腿关节；所述尾部组件，包括：关节架A、关节架B、关节架C、关节舵机A、关节舵机B、关节舵机C和尾部支架。尾部防水波纹管固连在尾部组件上，躯体防水波纹管分别与前躯体壳体、后躯体壳体固连。
前腿驱动轴的一端分别与右前腿关节铰接、左前腿关节铰接，前腿驱动轴的另一端与前腿驱动舵机通过键连接，前腿驱动舵机置于前躯体壳体上。
后腿驱动轴的一端分别与右后腿关节铰接、左后腿关节铰接，后腿驱动轴的另一端与后腿驱动舵机通过键连接，后腿驱动舵机置于后躯体壳体上。
躯体驱动舵机置于前躯体壳体上，并与躯体扭动关节一端铰接，躯体扭动关节的另一端与后躯体壳体铰接。
控制器、电池组和浮力控制装置均置于后躯体壳体上，无线收发器置于前躯体壳体上。尾部支架与后躯体壳体固连，关节舵机A置于关节架A上并与尾部支架铰接，关节舵机B置于关节架B上并与关节架A铰接，关节舵机C置于关节架C上并与关节架B铰接。
电池组为机器人的控制器、无线收发器和浮力控制装置供电，控制器通过无线收发器收到机器人的运动控制指令后执行运动控制功能。当前腿驱动舵机收到指令转动时，从而驱动左前腿关节和右前腿关节做抬腿、压腿动作，后腿驱动舵机收到指令转动时，驱动右后腿关节和左后腿关节做抬腿、压腿动作，躯体驱动舵机收到指令带动躯体扭动关节转动，实现机器人四足的伸腿、收腿动作。同时，躯体驱动舵机和关节舵机A、关节舵机B、关节舵机C共同组成了机器人的尾部游动串联关节，实现机器人的水中游动。
本发明将机器人的躯体扭转运动和尾部游动三个关节相结合，实现两栖机器人的爬行运动和游动，简化了机构复杂度，解决了传统两栖机器人在陆地上和水中分别采用不同的推进机构导致的两栖机器人机构复杂、适应性差、占用空间大、设计成本高、稳定性差的问题。
附图说明
图1一种智能水陆两栖机器人主体结构示意图；
图2一种智能水陆两栖机器人前腿部组件结构示意图；
图3一种智能水陆两栖机器人躯体组件结构示意图；
图4一种智能水陆两栖机器人后腿部组件结构示意图；
图5一种智能水陆两栖机器人尾部组件结构示意图。
1.前腿部组件2.躯体组件3.后腿部组件4.尾部组件5.尾部防水波纹管6.躯体防水波纹管7.右前腿关节8.左前腿关节9.前腿驱动轴10.躯体驱动舵机11.后腿驱动舵机12.躯体扭动关节13.控制器14.电池组15.无线收发器16.前腿驱动舵机17.浮力控制装置18.后躯体壳体19.前躯体壳体20.后腿驱动轴21.右后腿关节22.左后腿关节23.关节架A24.关节架B25.关节架C26.关节舵机A27.关节舵机B28.关节舵机C29.尾部支架。
具体实施方式
一种智能水陆两栖机器人，包括：前腿部组件1、后腿部组件3、尾部组件4、控制器13、电池组14和无线收发器15，还包括：躯体组件2、尾部防水波纹管5、躯体防水波纹管6和浮力控制装置17。
所述前腿部组件1，包括：右前腿关节7、左前腿关节8和前腿驱动轴9；所述躯体组件2，包括：前躯体壳体19、后躯体壳体18、前腿驱动舵机16、躯体驱动舵机10、后腿驱动舵机11和躯体扭动关节12；所述后腿部组件3，包括：后腿驱动轴20、右后腿关节21和左后腿关节22；所述尾部组件4，包括：关节架A23、关节架B24、关节架C25、关节舵机A26、关节舵机B27、关节舵机C28和尾部支架29。尾部防水波纹管5固连在尾部组件4上，躯体防水波纹管6分别与前躯体壳体19、后躯体壳体18固连。
前腿驱动轴9的一端分别与右前腿关节7铰接、左前腿关节9铰接，前腿驱动轴9的另一端与前腿驱动舵机16通过键连接，前腿驱动舵机16置于前躯体壳体19上。
后腿驱动轴20的一端分别与右后腿关节21铰接、左后腿关节22铰接，后腿驱动轴20的另一端与后腿驱动舵机11通过键连接，后腿驱动舵机11置于后躯体壳体18上。
躯体驱动舵机10置于前躯体壳体19上，并与躯体扭动关节12一端铰接，躯体扭动关节12的另一端与后躯体壳体18铰接。
控制器13、电池组14和浮力控制装置17均置于后躯体壳体18上，无线收发器置15于前躯体壳体上19。尾部支架29与后躯体壳体18固连，关节舵机A26置于关节架A23上并与尾部支架29铰接，关节舵机B27置于关节架B24上并与关节架A23铰接，关节舵机C28置于关节架C25上并与关节架B24铰接。
电池组14为机器人的控制器13、无线收发器15和浮力控制装置17供电，控制器13通过无线收发器15收到机器人的运动控制指令后执行运动控制功能。当前腿驱动舵机16收到指令转动时，从而驱动左前腿关节9和右前腿关节7做抬腿、压腿动作，后腿驱动舵机11收到指令转动时，驱动右后腿关节21和左后腿关节22做抬腿、压腿动作，躯体驱动舵机10收到指令带动躯体扭动关节12转动，从而实现机器人四足的伸腿、收腿动作。同时，躯体驱动舵机10和关节舵机A26、关节舵机B27、关节舵机C28共同组成了机器人的尾部游动串联关节，实现机器人的水中游动。

Claims (1)

1.一种智能水陆两栖机器人，包括：前腿部组件（1）、后腿部组件（3）、尾部组件（4）、控制器（13）、电池组（14）和无线收发器（15），其特征在于还包括：躯体组件（2）、尾部防水波纹管（5）、躯体防水波纹管（6）和浮力控制装置（17）；
所述前腿部组件（1），包括：右前腿关节（7）、左前腿关节（8）和前腿驱动轴（9）；所述躯体组件（2），包括：前躯体壳体（19）、后躯体壳体（18）、前腿驱动舵机（16）、躯体驱动舵机（10）、后腿驱动舵机（11）和躯体扭动关节（12）；所述后腿部组件（3），包括：后腿驱动轴（20）、右后腿关节（21）和左后腿关节（22）；所述尾部组件（4），包括：关节架A（23）、关节架B（24）、关节架C（25）、关节舵机A（26）、关节舵机B（27）、关节舵机C（28）和尾部支架（29）；尾部防水波纹管（5）固定连接在尾部组件（4）上，躯体防水波纹管（6）分别与前躯体壳体（19）、后躯体壳体（18）固定连接；
前腿驱动轴（9）的一端分别与右前腿关节（7）铰接、左前腿关节（8）铰接，前腿驱动轴（9）的另一端与前腿驱动舵机（16）通过键连接，前腿驱动舵机（16）置于前躯体壳体（19）上；
后腿驱动轴（20）的一端分别与右后腿关节（21）铰接、左后腿关节（22）铰接，后腿驱动轴（20）的另一端与后腿驱动舵机（11）通过键连接，后腿驱动舵机（11）置于后躯体壳体（18）上；
躯体驱动舵机（10）置于前躯体壳体（19）上，并与躯体扭动关节（12）一端铰接，躯体扭动关节（12）的另一端与后躯体壳体（18）铰接；
控制器（13）、电池组（14）和浮力控制装置（17）均置于后躯体壳体（18）上，无线收发器（15）置于前躯体壳体（19）上；尾部支架（29）与后躯体壳体（18）固定连接，关节舵机A（26）置于关节架A（23）上并与尾部支架（29）铰接，关节舵机B（27）置于关节架B（24）上并与关节架A（23）铰接，关节舵机C（28）置于关节架C（25）上并与关节架B（24）铰接；
电池组（14）为机器人的控制器（13）、无线收发器（15）和浮力控制装置（17）供电，控制器（13）通过无线收发器（15）收到机器人的运动控制指令后执行运动控制功能；当前腿驱动舵机（16）收到指令转动时，从而驱动左前腿关节（8）和右前腿关节（7）做抬腿、压腿动作，后腿驱动舵机（11）收到指令转动时，驱动右后腿关节（21）和左后腿关节（22）做抬腿、压腿动作，躯体驱动舵机（10）收到指令带动躯体扭动关节（12）转动，实现机器人四足的伸腿、收腿动作；同时，躯体驱动舵机（10）和关节舵机A（26）、关节舵机B（27）、关节舵机C（28）共同组成了机器人的尾部游动串联关节，实现机器人的水中游动。
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