CN107161329A - 一种可重构两栖机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可重构两栖机器人，包括地面移动模块、传感控制模块、旋翼飞行模块和吸盘连接板，所述传感控制模块底部固定安装在地面移动模块顶部，所述吸盘连接板固定在传感控制模块顶部，吸盘连接板上设有多个均匀分布的电吸盘，所述旋翼飞行模块的机体底部设有能被电吸盘吸附的铁片，所述传感控制模块也用于接收控制信号，并控制电吸盘是否得电，通过电吸盘是否得电来合控制地面移动模块和旋翼飞行模块合并还是分离，从而实现飞行模式控制和地面移动模式控制的切换。该装置既可以在地面行驶，又可以在空中飞行，而且结构简单易操作，可进行各种形式的拍摄，也可用于军用的侦查，大大增加了它的实用性，能多方面满足消费者的要求。
Description
技术领域
本发明属于四旋翼飞行器领域，涉及一种将旋翼飞行器和双轮移动机器人相结合的空地两栖机器人，具体涉及一种可重构两栖机器人。
背景技术
四旋翼飞行器是一种由十字交叉的4个螺旋桨组成的6自由度欠驱动系统，又称四轴飞行器．它是电动的，可垂直起降，且可以实现自主飞行的微小型飞行器．作为近些年来兴起的一种新型技术，受到了人们的喜爱。四旋翼飞行器具有体积小、质量轻、结构简单、易控制、成本低、有利于小型化无人化等特点．基于这些特点，四旋翼飞行器在军事领域和民用领域得到了广泛的应用，如雷达定位、森林监测、地质勘探、搜索救援和航拍等。但是目前现有技术中完善四旋翼飞行器只能用于飞行模式，其用途比较单一，同一个飞行器无法实现地面移动模式和飞行模式的重构切换。
发明内容
本发明的目的提供一种空地两栖机器人，实现空中飞行和陆地行走双用途。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种可重构两栖机器人，其特征在于：包括地面移动模块、传感控制模块、旋翼飞行模块和吸盘连接板，所述传感控制模块底部固定安装在地面移动模块顶部，所述吸盘连接板固定在传感控制模块顶部，吸盘连接板上设有多个均匀分布的电吸盘，所述旋翼飞行模块的机体底部设有能被电吸盘吸附的铁片，所述传感控制模块也用于接收控制信号，并控制电吸盘是否得电，通过电吸盘是否得电来合控制地面移动模块和旋翼飞行模块合并还是分离，从而实现飞行模式控制和地面移动模式控制的切换。
作为改进，所述旋翼飞行模块包括机体、飞行控制板、多个对称设置的机臂、以及设于机臂末端的旋翼电机和与旋翼电机输出轴相连的旋翼，所述飞行控制板控制每个机臂末端的旋翼电机运行速度来控制旋翼飞行模块的飞行姿态。
作为改进，所述机臂通过固定装置可拆卸的与机体相连，所述机体包括上固定板和下固定板，所述固定装置包括管套、管夹座和管夹卡扣，所述机臂套入管套内且与管套通过螺纹相连，所述上固定板和下固定板以及设于两边的两个管夹座共同组成容纳管套的空间，管夹座的上下两端分别与上固定板和下固定板固定相连，所管套上表面设有圆弧形凸起，所述管夹卡扣一端固定在上固定板上，另一端设有与管套上圆弧形凸起相配合的圆弧卡钩，两个管夹座底部通过固定销穿过管套下部相连。
作为改进，所述地面移动模块包括地面移动机体、控制板，蓄电池、两个驱动轮和两个万向轮以及驱动电机，所述两个驱动轮各自设有独立的驱动电机，所述控制板控制分别控制两个驱动电机速度实现移动或转弯。
作为改进，所述机身上设有摄像头。
作为改进，所述旋翼飞行模块至少有两个，所述吸盘连接板为多连接臂的连接板，吸盘连接板的多个连接臂以其中心对称分布，吸盘连接板的中心处固定在地面移动模块顶部的传感控制模块上，每个连接臂的末端分别通过多个电吸盘与一个相应的旋翼飞行模块相连。
本发明的优点；
1. 该机器人的各个模块可以实现快速拆卸和组装，机构和硬件能够实现模块化，分开后也能独自发挥功能。
2. 地面移动模块和传感控制模块采用简单的螺纹卡槽连接，安装简单而且自锁性好，传感控制模块和旋翼飞行模块通过吸盘连接板上的电吸盘通电产生的吸力连接在一起，电吸盘重量轻而且吸力大，电吸盘由传感控制模块控制电池供电。当需要空地分离时，只需要发射断电信号，操作简单效果好
3. 该四旋翼飞行器结构简单，装置成本低。每个零件都可独立拆装，应用螺纹和定位销连接，便于携带。而且采用圆柱形机臂，飞行平稳性好。
附图说明
图1为本发明可重构两栖机器人结构示意图。
图2为发明旋翼飞行模块的机体和机臂连接关系示意图。
图3为发明旋翼飞行模块的机体和机臂连接部分爆炸图。
图4为本发明可重构两栖机器人俯视图。
图5为本发明吸盘连接板一种结构示意图图。
图6为本发明地面移动模块主视图。
图7为本发明地面移动模块侧视图。
图8为本发明另一种重构方案示意图。
图中：1-万向轮，2-驱动轮，3-地面移动模块，4-传感控制模块，5-吸盘连接板，6-旋翼，7-旋翼电机，8-旋翼电机头，9-旋翼电机座，10-机臂，11-管套，12-管夹卡扣，13-固定销，14-管夹座，15-飞行控制板，16-上固定板，17-下固定板，18-驱动电机，19-蓄电池，20-电吸盘，21-旋翼飞行模块，22-连接臂。
具体实施方式
参见图1至图7，一种可重构两栖机器人，包括地面移动模块3、传感控制模块4、旋翼飞行模块21和吸盘连接板5，所述传感控制模块4底部通过螺纹固定安装在地面移动模块3顶部，所述吸盘连接板5通过螺栓固定在传感控制模块4顶部，如图6所示，吸盘连接板5上设有四个均匀分布的电吸盘20，所述旋翼飞行模块21的机体底部设有能被电吸盘20吸附的铁片，电吸盘20的电磁铁吸附面大，吸力强。所述传感控制模块4也用于接收控制信号，并控制电吸盘20是否得电，通过电吸盘20是否得电来合控制地面移动模块3和旋翼飞行模块21合并还是分离，从而实现飞行模式控制和地面移动模式控制的切换。
所述旋翼飞行模块21包括机体、飞行控制板15、四个机臂10、以及设于机臂10末端的旋翼电机7和与旋翼电机7输出轴相连的旋翼6，所述飞行控制板15控制每个机臂10末端的旋翼电机7运行速度来控制旋翼飞行模块21的飞行姿态。
如图2和图3所示，所述机臂10通过固定装置可拆卸的与机体相连，所述机体包括上固定板16和下固定板17，所述固定装置包括管套11、管夹座14和管夹卡扣12，所述机臂10套入管套11内且与管套11通过螺纹相连，所述上固定板16和下固定板17以及设于两边的两个管夹座14共同组成容纳管套11的空间，管夹座14的上下两端分别与上固定板16和下固定板17固定相连，所管套11上表面设有圆弧形凸起，所述管夹卡扣12一端通过螺栓固定在上固定板16上，另一端设有与管套11上圆弧形凸起相配合的圆弧卡钩，两个管夹座14底部通过固定销13穿过管套11下部相连。
如图6和图7所示，所述地面移动模块3包括地面移动机体、控制板，蓄电池19、两个驱动轮2和两个万向轮1以及驱动电机18，所述两个驱动轮2各自设有独立的驱动电机18，所述控制板控制分别控制两个驱动电机18速度实现移动或转弯。所述机身上设有摄像头。
当两栖机器人在地面行走时，旋翼飞行模块21停止工作，通过地面移动模块3的控制板控制地面移动模块3行走，通过控制地面移动模块3的两个驱动轮2不同的速度，可实现转弯功能，当行走遇到障碍或者需要飞行时旋翼飞行模块21接通电源，地面移动模块3停止工作，当需要空地分离时，通过发射断电信号被传感控制模块4接收，传感控制模块4控制吸盘连接板5上的电吸盘20失电，地面移动模块3和旋翼飞行模块21即自行分离，旋翼飞行模块21和地面移动模块3分离飞后可以独自完成各自的功能，互不干扰。
旋翼飞行模块21的四个旋翼6通过四个独立的旋翼电机7带动，旋翼电机7由飞行控制板15即惯性导航仪控制，通过控制每个旋翼6不同的转速，可调整两栖机器人飞行姿态。
本发明还提出了另一种重构方案，所述旋翼飞行模块21至少有两个，所述吸盘连接板5为多连接臂22的连接板，吸盘连接板5的多个连接臂22以其中心对称分布，吸盘连接板5的中心处固定在地面移动模块3顶部的传感控制模块4上，每个连接臂22的末端通过多个电吸盘20与一个相应的旋翼飞行模块21相连。如图8所示，吸盘连接板5的连接臂22为两个，呈一字型排列，将两个旋翼6飞行器连接在移动模块上，可以大大提升飞行升力。且安装简便，分离时反应灵敏快捷。
所述旋翼6为由十字交叉的4个螺旋桨。
Claims (6)
1.一种可重构两栖机器人，其特征在于：包括地面移动模块、传感控制模块、旋翼飞行模块和吸盘连接板，所述传感控制模块底部固定安装在地面移动模块顶部，所述吸盘连接板固定在传感控制模块顶部，吸盘连接板上设有多个均匀分布的电吸盘，所述旋翼飞行模块的机体底部设有能被电吸盘吸附的铁片，所述传感控制模块也用于接收控制信号，并控制电吸盘是否得电，通过电吸盘是否得电来合控制地面移动模块和旋翼飞行模块合并还是分离，从而实现飞行模式控制和地面移动模式控制的切换。
2.根据权利要求1所述一种可重构两栖机器人，其特征在于：所述旋翼飞行模块包括机体、飞行控制板、多个对称设置的机臂、以及设于机臂末端的旋翼电机和与旋翼电机输出轴相连的旋翼，所述飞行控制板控制每个机臂末端的旋翼电机运行速度来控制旋翼飞行模块的飞行姿态。
3.根据权利要求2所述一种可重构两栖机器人，其特征在于：所述机臂通过固定装置可拆卸的与机体相连，所述机体包括上固定板和下固定板，所述固定装置包括管套、管夹座和管夹卡扣，所述机臂套入管套内且与管套通过螺纹相连，所述上固定板和下固定板以及设于两边的两个管夹座共同组成容纳管套的空间，管夹座的上下两端分别与上固定板和下固定板固定相连，所管套上表面设有圆弧形凸起，所述管夹卡扣一端固定在上固定板上，另一端设有与管套上圆弧形凸起相配合的圆弧卡钩，两个管夹座底部通过固定销穿过管套下部相连。
4.根据权利要求3所述一种可重构两栖机器人，其特征在于：所述地面移动模块包括地面移动机体、控制板，蓄电池、两个驱动轮和两个万向轮以及驱动电机，所述两个驱动轮各自设有独立的驱动电机，所述控制板控制分别控制两个驱动电机速度实现移动或转弯。
5.根据权利要求1所述一种可重构两栖机器人，其特征在于：所述机身上设有摄像头。
6.根据权利要求1至5任一项所述一种可重构两栖机器人，其特征在于：所述旋翼飞行模块至少有两个，所述吸盘连接板为多连接臂的连接板，吸盘连接板的多个连接臂以其中心对称分布，吸盘连接板的中心处固定在地面移动模块顶部的传感控制模块上，每个连接臂的末端分别通过多个电吸盘与一个相应的旋翼飞行模块相连。
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