CN108819630B - 一种水陆空壁多栖机器人及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水陆空壁多栖机器人及其控制方法。该机器人包括桨叶轮组件、转动桨叶轮组件、本体、翻转支撑轮组件和万向轮组件；其中左右2个桨叶轮组件分别通过转动桨叶轮组件与本体连接，且桨叶轮组件通过转动桨叶轮组件在本体上转动，翻转支撑轮组件设置在本体前端，万向轮组件设置在本体末端。控制方法为：桨叶轮组件用于轮式移动和旋翼运动，转动桨叶轮组件对桨叶轮组件进行转动，本体连接桨叶轮组件和转动桨叶轮组件，翻转支撑轮组件用于支撑本体前端，并且能够进行向前伸出和回收运动，万向轮组件对本体的尾部进行支撑。本发明机器人能够在陆地、水面、空中以及壁面四域环境工作，提升了机器人的综合移动能力。

Description

一种水陆空壁多栖机器人及其控制方法

技术领域

本发明涉及多栖机器人技术领域，特别是一种水陆空壁多栖机器人及其控制方法。

背景技术

各类单栖机器人，都有各自的优势和局限性，尤其是在战争环境或者自然灾害现场，地面常常受到严重破坏，地面机器人越障能力有限，移动速度很可能因为地形而受到限制，但在执行任务时稳定性最好；空中机器人移动速度快,但能耗较高,续航能力有限,安全性差；水下机器人隐蔽性更佳，但水声信号噪声大，水声传感器普遍精度较差，不适用精度要求较高的作业。因此，设计和研发具备上述多种能力的多栖平台逐渐成为研究热点。

近年来陆空两栖机器人系统也出现各种创新的平台：如伊利诺理工大学的ArashKalantari等人于2013年提出的混合型陆空飞行器；2014年法国发布的Parrot RollingSpider；美国明尼苏达大学的分布式机器人中心于2009年提出的同轴双桨式陆空混合机器人，及受自然界动物的启发，研究者设计出生物多功能飞行行走机器人和微型陆空无人机(MALV)等。

水空两栖机器人也有相应的研究：美国奥克兰大学研发的水空两栖无人机Loon，其整体机械结构仿照四桨叶飞机。当Loon落在水面上，可以通过桨叶的转动直接悬停或在水面上滑行；进入潜水模式时，将内置的浮箱蓄水使机身下沉入水，再倾斜机身，通过螺旋桨的拉力实现水中航行；当Loon需要浮出水面时，只需放掉浮箱中的蓄水即可，从而实现了水陆两栖模式之间的切换。

目前，以上陆空、水空两栖机器人依然存在运动局限性，机动能力和作业能力差，无法同时满足水、陆、空的多栖要求，存在续航时间短、运动范围小的缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水陆空壁多栖机器人及其控制方法，从而提升机器人的灵活机动能力和作业能力。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种水陆空壁多栖机器人，包括桨叶轮组件、转动桨叶轮组件、本体、翻转支撑轮组件和万向轮组件；其中左右2个桨叶轮组件分别通过转动桨叶轮组件与本体连接，且桨叶轮组件通过转动桨叶轮组件在本体上转动，翻转支撑轮组件设置在本体前端，万向轮组件设置在本体末端；

所述桨叶轮组件用于轮式移动和旋翼运动，转动桨叶轮组件用于对桨叶轮组件进行转动，本体用于连接桨叶轮组件和转动桨叶轮组件，翻转支撑轮组件用于支撑本体前端，并且能够进行向前伸出和回收运动，万向轮组件用于本体的末端支撑。

进一步地，该机器人包括以下工作模式：

1)地面环境工作模式

桨叶轮组件分布于本体的左右两侧，且桨叶轮组件的轮垂直立于地面，左右2个桨叶轮组件和万向轮组件支撑本体实现机器人陆地的三点平衡，左右2个桨叶轮组件的轮转动，基于差速原理实现地面的移动和转向能力；

2)空中飞行工作模式

基于两个桨叶的旋转和俯仰运动实现空中飞行，当机器人升空离开地面时，翻转支撑轮组件回收，通过控制桨叶的转速和俯仰角，实现空中的升力和姿态调整；

3)壁面工作模式

翻转支撑轮组件和万向轮组件支撑本体实现在壁面的三点平衡，通过控制桨叶的转速和俯仰角实现在壁面的移动和转向运动，以及对壁面的吸附；

4)水面工作模式本体作为船体依靠浮力浮在水面上，然后通过控制桨叶的转速和俯仰角实现在水面的移动和转向运动。

进一步地，所述桨叶轮组件包括桨叶轮、桨叶、桨叶座、小轴承挡片、小轴承、桨叶传动套、大轴承孔挡、第一轮座、大轴承轴挡、大轴承孔挡垫片、大轴承、轮座连接套、传动环、两位离合器、变速箱、电机、轴座；

所述桨叶轮与桨叶共轴安装在桨叶座，其中桨叶轮通过第一轮座安装在大轴承上，桨叶通过桨叶座安装在小轴承上；小轴承挡片将小轴承外圈固定在轴座上，大轴承轴挡和大轴承孔挡将大轴承内圈固定在轴座上；小轴承内圈与旋翼传动套固定，大轴承外圈与轮座连接套固定；两位离合器通过变速箱安装在电机上，传动环固定在两位离合器上，传动环前后端两侧都有啮合齿，前端啮合齿与旋翼传动套啮合，后端啮合齿与轮座连接套啮合；

所述电机通过变速箱带动两位离合器转动，变速箱输出的转速提高，传动环后部固定在两位离合器上，传动环前端的前后两侧都有啮合齿，当为空中飞行工作模式时，传动环前端的前侧啮合齿与桨叶传动套啮合，从而带动桨叶旋转；当为地面环境工作模式时，变速箱输出的转速降低，经两位离合器后，传动环前端的后侧与轮座连接套啮合，从而带动桨叶轮转动。

进一步地，所述转动桨叶轮组件包括桨叶轮组件座、转座、第一传动轮、第一舵机、第二传动轮、桨叶轮组件旋转轴、第三传动轮、第四传动轮、第二舵机座、第二舵机、第三传动轮座；

所述第二舵机座安装在本体上，第二舵机安装在第二舵机座上，第二舵机输出轴与第四传动轮相连，第四传动轮与第三传动轮相连，第三传动轮安装在第三传动轮座上，第三传动轮与转座相固定；第一舵机安装在转座上，第一舵机输出轴带动第二传动轮，第一传动轮安装在桨叶轮组件旋转轴上，第一传动轮与第二传动轮相连，桨叶轮组件座与桨叶轮组件旋转轴相固定；

在地面环境工作模式下，第一舵机带动桨叶轮组件座和桨叶轮组件向上旋转，进入桨叶转动模式；当要飞行时，第二舵机通过第四传动轮带动第三传动轮和转座旋转，进入空中飞行工作模式，第一舵机带动桨叶轮组件座和桨叶轮组件前后旋转，进行飞行姿态的调整。

进一步地，所述翻转支撑轮组件包括轮子、第二轮座、第三舵机、连接座、第五传动轮、第六传动轮、转动轴；

所述第三舵机安装在连接座上，第三舵机输出轴与第五传动轮相连；第六传动轮安装在转动轴上，第六传动轮与第五传动轮相连；轮子安装在第二轮座上，第二轮座与转动轴相固定；

所述连接座固定在本体上，第三舵机通过第五传动轮带动第六传动轮、轮座和轮子绕旋转轴旋转，实现支撑轮的向前伸出和回收运动。

一种水陆空壁多栖机器人的控制方法，所述水陆空壁多栖机器人包括桨叶轮组件、转动桨叶轮组件、本体、翻转支撑轮组件和万向轮组件；其中左右2个桨叶轮组件分别通过转动桨叶轮组件与本体连接，且桨叶轮组件通过转动桨叶轮组件在本体上转动，翻转支撑轮组件设置在本体前端，万向轮组件设置在本体末端；所述桨叶轮组件用于轮式移动和旋翼运动，转动桨叶轮组件用于对桨叶轮组件进行转动，本体用于连接桨叶轮组件和转动桨叶轮组件，翻转支撑轮组件用于支撑本体前端，并且能够进行向前伸出和回收运动，万向轮组件用于本体的末端支撑；

各个工作模式及切换控制具体如下：

1)地面环境工作模式

桨叶轮组件分布于本体的左右两侧，且桨叶轮组件的轮垂直立于地面，左右2个桨叶轮组件和万向轮组件支撑本体实现机器人陆地的三点平衡，左右2个桨叶轮组件的轮转动，基于差速原理实现地面的移动和转向能力；

2)地面环境工作模式切换至空中飞行工作模式

翻转支撑轮组件向下转动将小车前部撑高，两个桨叶轮组件脱离地面，通过转动桨叶轮组件旋转，将桨叶轮组件旋转至本体的左右上方，桨叶轮组件的桨叶面平行于地面，完成从地面环境工作模式到空中飞行工作模式的切换；

3)空中飞行工作模式

基于两个桨叶的旋转和俯仰运动实现空中飞行，当机器人升空离开地面时，翻转支撑轮组件回收，通过控制桨叶的转速和俯仰角，实现空中的升力和姿态调整；

4)空中飞行工作模式切换到壁面工作模式

翻转支撑轮组件转动向前伸出，调整本体姿态至平行于壁面，然后通过转动桨叶轮组件，将桨叶轮组件旋转至本体的水平右侧，桨叶轮组件的桨叶升力方向朝向于壁面，完成从空中飞行工作模式到壁面工作模式的切换；

5)壁面工作模式

翻转支撑轮组件和万向轮组件支撑本体实现在壁面的三点平衡，通过控制桨叶的转速和俯仰角实现在壁面的移动和转向运动，以及对壁面的吸附；

6)从壁面工作模式切换到空中飞行工作模式

通过转动桨叶轮组件旋转，将桨叶轮组件旋转至本体的水平左侧，桨叶轮组件的桨叶升力方向背向于壁面，机器人飞离壁面，并调整本体姿态至平行于地面，翻转支撑轮组件回收，机器人恢复到空中飞行工作模式；

7)水面工作模式切换到空中飞行工作模式

本体作为船体依靠浮力浮在水面上，然后通过控制桨叶的转速和俯仰角实现在水面的移动和转向运动，当桨叶升力的垂直分力大于机器人重力时，则完成从水面工作模式切换到空中飞行模式的过程；

8)从空中飞行工作模式切换到地面环境工作模式

为从地面环境工作模式切换到空中飞行工作模式的逆过程。

本发明与现有技术相比，其显著优点在于：(1)采用两轮差动、桨叶推动力以及轮式被动支撑复合设计，使机器人能够在陆地、水面、空中以及壁面四域环境工作；(2)提供了一种水陆空壁多栖机器人平台，克服了单一域或者两栖机器人的运动局限性，提升了机器人的综合移动能力。

附图说明

图1为本发明水陆空壁多栖机器人的系统组成图。

图2为本发明水陆空壁多栖机器人的地面工作模式示意图。

图3为本发明水陆空壁多栖机器人从陆地环境工作模式到空中飞行模式的切换过程示意图，其中(a)为第一步示意图，(b)为第二步示意图。

图4为本发明水陆空壁多栖机器人空中飞行工作模式示意图。

图5为本发明水陆空壁多栖机器人从空中工作模式到壁面模式的切换过程示意图，其中(a)为第一步示意图，(b)为第二步示意图，(c)为第三步示意图。

图6为本发明水陆空壁多栖机器人的壁面工作模式示意图。

图7为本发明水陆空壁多栖机器人从壁面工作模式切换到空中飞行模式的切换过程示意图，其中(a)为第一步示意图，(b)为第二步示意图。

图8为本发明水陆空壁多栖机器人从空中飞行模式切换到水面工作模式的切换过程示意图，其中(a)为第一步示意图，(b)为第二步示意图。

图9为本发明水陆空壁多栖机器人中桨叶轮组件功能的结构示意图。

图10为本发明水陆空壁多栖机器人中转动桨叶轮组件的结构示意图。

图11为本发明水陆空壁多栖机器人中翻转支撑轮组件的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。

结合图1，本发明水陆空壁多栖机器人，即能够在陆地、水面、空中以及壁面四域环境工作的机器人，系统组成包括：包括桨叶轮组件1、转动桨叶轮组件2、本体3、翻转支撑轮组件4和万向轮组件5。

其中左右2个桨叶轮组件1分别通过转动桨叶轮组件2与本体3连接，且桨叶轮组件1通过转动桨叶轮组件2在本体3上转动，翻转支撑轮组件4设置在本体3前端，万向轮组件5设置在本体3末端；

所述桨叶轮组件1用于轮式移动和旋翼运动，转动桨叶轮组件2用于对桨叶轮组件1进行转动，本体3用于连接桨叶轮组件1和转动桨叶轮组件2，翻转支撑轮组件4用于支撑本体3前端，并且能够进行向前伸出和回收运动，万向轮组件5用于本体3的末端支撑。

本发明水陆空壁多栖机器人的控制方法，即实现在陆地、水面、空中以及壁面四域环境工作模式的方法为：

1)结合图2，地面环境工作模式，桨叶轮组件1分布于本体3的左右两侧，且桨叶轮组件1的轮垂直立于地面，左右2个桨叶轮组件1和万向轮组件5支撑本体3实现机器人陆地的三点平衡，左右2个桨叶轮组件1的轮转动，基于差速原理实现地面的移动和转向能力；

2)地面环境工作模式切换至空中飞行工作模式的过程为，结合图3(a)，翻转支撑轮组件4向下转动将小车前部撑高，两个桨叶轮组件1脱离地面；结合图3(b)，通过转动桨叶轮组件2旋转，将桨叶轮组件1旋转至图3(b)所示的本体3的左右上方，桨叶轮组件1的桨叶面平行于地面，完成从地面环境工作模式到空中飞行工作模式的切换；

3)空中飞行工作模式，基于两桨叶的旋转和2个俯仰运动实现空中飞行，当机器人升空离开地面时，翻转支撑轮组件4回收，结合图4，通过控制桨叶的转速和俯仰角，实现空中的升力和姿态调整。

4)空中飞行工作模式切换到壁面工作模式过程为，结合图5(a)，翻转支撑轮组件4转动向前伸出，结合图5(b)，调整本体3姿态至图5(b)的接近平行于壁面，然后通过转动桨叶轮组件2，将桨叶轮组件1旋转至图5(c)所示的本体3的水平右侧，桨叶轮组件1的桨叶升力方向朝向于壁面，完成从空中飞行工作模式到壁面工作模式的切换；

5)壁面工作模式，结合图6，翻转支撑轮组件4和万向轮组件5支撑本体3实现在壁面的三点平衡，通过控制桨叶的转速和舵机的俯仰实现在壁面的移动和转向运动，以及对壁面的吸附；

6)从壁面工作模式切换到空中飞行工作模式的过程为，结合图7，通过转动桨叶轮组件2旋转，将桨叶轮组件1旋转至图7(a)所示的本体3的水平左侧，桨叶轮组件1的桨叶升力方向背向于壁面，机器人飞离壁面，并调整本体3姿态至接近平行于地面，翻转支撑轮组件4回收，结合图7(b)，机器人恢复到空中飞行状态；

7)水面工作模式切换到空中飞行工作模式的过程为，结合图8，如图8(a)本体3作为船体依靠浮力浮在水面上，然后如图8(b)，控制桨叶的转速和舵机的俯仰实现在水面的移动和转向运动，以及控制水面上升力的大小，当桨叶升力的垂直分力大于机器人重力时，则完成从水面工作模式切换到空中飞行模式的过程；

8)从空中飞行工作模式切换到地面环境工作模式的过程为从地面环境工作模式切换到空中飞行工作模式的逆过程。

基于以上步骤组合，可以实现多栖环境工作模式之间的多种切换。

结合图9，作为一种具体的实施例，所述桨叶轮组件1包括桨叶轮6、桨叶7、桨叶座8、小轴承挡片9、小轴承10、桨叶传动套11、大轴承孔挡12、第一轮座13、大轴承轴挡14、大轴承孔挡垫片15、大轴承16、轮座连接套17、传动环18、两位离合器19、变速箱20、电机21、轴座22；

所述桨叶轮6与桨叶7共轴安装在桨叶座8，其中桨叶轮6通过第一轮座13安装在大轴承16上，桨叶7通过桨叶座8安装在小轴承10上；小轴承挡片9将小轴承10外圈固定在轴座22上，大轴承轴挡12和大轴承孔挡14将大轴承16内圈固定在轴座22上；小轴承10内圈与旋翼传动套11固定，大轴承16外圈与轮座连接套17固定；两位离合器19通过变速箱20安装在电机21上，传动环18固定在两位离合器19上，传动环18前后端两侧都有啮合齿，前端啮合齿与旋翼传动套11啮合，后端啮合齿与轮座连接套17啮合；

所述电机21通过变速箱20带动两位离合器19转动，变速箱20输出的转速提高，传动环18后部固定在两位离合器19上，传动环18前端的前后两侧都有啮合齿，当为空中飞行工作模式时，传动环18前端的前侧啮合齿与桨叶传动套11啮合，从而带动桨叶7旋转；当为地面环境工作模式时，变速箱20输出的转速降低，经两位离合器19后，传动环18前端的后侧与轮座连接套17啮合，从而带动桨叶轮6转动。

结合图10，作为一种具体的实施例，所述转动桨叶轮组件2包括桨叶轮组件座23、转座24、第一传动轮25、第一舵机26、第二传动轮27、桨叶轮组件旋转轴28、第三传动轮29、第四传动轮30、第二舵机座31、第二舵机32、第三传动轮座33；

所述第二舵机座31安装在本体3上，第二舵机32安装在第二舵机座31上，第二舵机32输出轴与第四传动轮30相连，第四传动轮30与第三传动轮29相连，第三传动轮29安装在第三传动轮座33上，第三传动轮29与转座24相固定；第一舵机26安装在转座24上，第一舵机26输出轴带动第二传动轮27，第一传动轮25安装在桨叶轮组件旋转轴28上，第一传动轮25与第二传动轮27相连，桨叶轮组件座23与桨叶轮组件旋转轴28相固定；

在地面环境工作模式下，第一舵机26带动桨叶轮组件座23和桨叶轮组件1向上旋转，进入桨叶转动模式；当要飞行时，第二舵机32通过第四传动轮30带动第三传动轮29和转座24旋转，进入空中飞行工作模式，第一舵机26带动桨叶轮组件座23和桨叶轮组件1前后旋转，进行飞行姿态的调整。

结合图11，作为一种具体的实施例，所述翻转支撑轮组件4包括轮子34、第二轮座35、第三舵机36、连接座37、第五传动轮38、第六传动轮39、转动轴40；

所述第三舵机36安装在连接座37上，第三舵机36输出轴与第五传动轮38相连；第六传动轮39安装在转动轴40上，第六传动轮39与第五传动轮38相连；轮子34安装在第二轮座35上，第二轮座35与转动轴40相固定；

所述连接座37固定在本体3上，第三舵机36通过第五传动轮38带动第六传动轮39、轮座35和轮子34绕旋转轴40旋转，实现支撑轮的向前伸出和回收运动。

综上所述，本发明采用两轮差动、桨叶推动力以及轮式被动支撑复合设计，使机器人能够在陆地、水面、空中以及壁面四域环境工作；提供了一种水陆空壁多栖机器人平台，克服了单一域或者两栖机器人的运动局限性，提升了机器人的综合移动能力。

Claims (4)

1.一种水陆空壁多栖机器人，其特征在于，包括桨叶轮组件（1）、转动桨叶轮组件（2）、本体（3）、翻转支撑轮组件（4）和万向轮组件（5）；其中左右2个桨叶轮组件（1）分别通过转动桨叶轮组件（2）与本体（3）连接，且桨叶轮组件（1）通过转动桨叶轮组件（2）在本体（3）上转动，翻转支撑轮组件（4）设置在本体（3）前端，万向轮组件（5）设置在本体（3）末端；

所述桨叶轮组件（1）用于轮式移动和旋翼运动，转动桨叶轮组件（2）用于对桨叶轮组件（1）进行转动，本体（3）用于连接桨叶轮组件（1）和转动桨叶轮组件（2），翻转支撑轮组件（4）用于支撑本体（3）前端，并且能够进行向前伸出和回收运动，万向轮组件（5）用于本体（3）的末端支撑；

该机器人包括以下工作模式：

1）地面环境工作模式

桨叶轮组件（1）分布于本体（3）的左右两侧，且桨叶轮组件（1）的轮垂直立于地面，左右2个桨叶轮组件（1）和万向轮组件（5）支撑本体（3）实现机器人陆地的三点平衡，左右2个桨叶轮组件（1）的轮转动，基于差速原理实现地面的移动和转向能力；

2）空中飞行工作模式

基于两个桨叶的旋转和俯仰运动实现空中飞行，当机器人升空离开地面时，翻转支撑轮组件（4）回收，通过控制桨叶的转速和俯仰角，实现空中的升力和姿态调整；

3）壁面工作模式

翻转支撑轮组件（4）和万向轮组件（5）支撑本体（3）实现在壁面的三点平衡，通过控制桨叶的转速和俯仰角实现在壁面的移动和转向运动，以及对壁面的吸附；

4）水面工作模式

本体（3）作为船体依靠浮力浮在水面上，然后通过控制桨叶的转速和俯仰角实现在水面的移动和转向运动；

所述桨叶轮组件（1）包括桨叶轮（6）、桨叶（7）、桨叶座（8）、小轴承挡片（9）、小轴承（10）、桨叶传动套（11）、大轴承孔挡、第一轮座（13）、大轴承轴挡、大轴承孔挡垫片（15）、大轴承（16）、轮座连接套（17）、传动环（18）、两位离合器（19）、变速箱（20）、电机（21）、轴座（22）；

所述桨叶轮（6）与桨叶（7）共轴安装在桨叶座（8），其中桨叶轮（6）通过第一轮座（13）安装在大轴承（16）上，桨叶（7）通过桨叶座（8）安装在小轴承（10）上；小轴承挡片（9）将小轴承（10）外圈固定在轴座（22）上，大轴承轴挡和大轴承孔挡将大轴承（16）内圈固定在轴座（22）上；小轴承（10）内圈与桨叶传动套（11）固定，大轴承（16）外圈与轮座连接套（17）固定；两位离合器（19）通过变速箱（20）安装在电机（21）上，传动环（18）固定在两位离合器（19）上，传动环（18）前后端两侧都有啮合齿，前端啮合齿与桨叶传动套（11）啮合，后端啮合齿与轮座连接套（17）啮合；

所述电机（21）通过变速箱（20）带动两位离合器（19）转动，变速箱（20）输出的转速提高，传动环（18）后部固定在两位离合器（19）上，传动环（18）前端的前后两侧都有啮合齿，当为空中飞行工作模式时，传动环（18）前端的前侧啮合齿与桨叶传动套（11）啮合，从而带动桨叶（7）旋转；当为地面环境工作模式时，变速箱（20）输出的转速降低，经两位离合器（19）后，传动环（18）前端的后侧与轮座连接套（17）啮合，从而带动桨叶轮（6）转动。

2.根据权利要求1所述的水陆空壁多栖机器人，其特征在于，所述转动桨叶轮组件（2）包括桨叶轮组件座（23）、转座（24）、第一传动轮（25）、第一舵机（26）、第二传动轮（27）、桨叶轮组件旋转轴（28）、第三传动轮（29）、第四传动轮（30）、第二舵机座（31）、第二舵机（32）、第三传动轮座（33）；

所述第二舵机座（31）安装在本体（3）上，第二舵机（32）安装在第二舵机座（31）上，第二舵机（32）输出轴与第四传动轮（30）相连，第四传动轮（30）与第三传动轮（29）相连，第三传动轮（29）安装在第三传动轮座（33）上，第三传动轮（29）与转座（24）相固定；第一舵机（26）安装在转座（24）上，第一舵机（26）输出轴带动第二传动轮（27），第一传动轮（25）安装在桨叶轮组件旋转轴（28）上，第一传动轮（25）与第二传动轮（27）相连，桨叶轮组件座（23）与桨叶轮组件旋转轴（28）相固定；

在地面环境工作模式下，第一舵机（26）带动桨叶轮组件座（23）和桨叶轮组件（1）向上旋转，进入桨叶转动模式；当要飞行时，第二舵机（32）通过第四传动轮（30）带动第三传动轮（29）和转座（24）旋转，进入空中飞行工作模式，第一舵机（26）带动桨叶轮组件座（23）和桨叶轮组件（1）前后旋转，进行飞行姿态的调整。

3.根据权利要求1所述的水陆空壁多栖机器人，其特征在于，所述翻转支撑轮组件（4）包括轮子（34）、第二轮座（35）、第三舵机（36）、连接座（37）、第五传动轮（38）、第六传动轮（39）、转动轴（40）；

所述第三舵机（36）安装在连接座（37）上，第三舵机（36）输出轴与第五传动轮（38）相连；第六传动轮（39）安装在转动轴（40）上，第六传动轮（39）与第五传动轮（38）相连；轮子（34）安装在第二轮座（35）上，第二轮座（35）与转动轴（40）相固定；

所述连接座（37）固定在本体（3）上，第三舵机（36）通过第五传动轮（38）带动第六传动轮（39）、第二轮座（35）和轮子（34）绕转动轴（40）旋转，实现支撑轮的向前伸出和回收运动。

4.一种水陆空壁多栖机器人的控制方法，其特征在于，基于权利要求1~3任一项所述水陆空壁多栖机器人，各个工作模式及切换控制具体如下：

1）地面环境工作模式

桨叶轮组件（1）分布于本体（3）的左右两侧，且桨叶轮组件（1）的轮垂直立于地面，左右2个桨叶轮组件（1）和万向轮组件（5）支撑本体（3）实现机器人陆地的三点平衡，左右2个桨叶轮组件（1）的轮转动，基于差速原理实现地面的移动和转向能力；

2）地面环境工作模式切换至空中飞行工作模式

翻转支撑轮组件（4）向下转动将小车前部撑高，两个桨叶轮组件（1）脱离地面，通过转动桨叶轮组件（2）旋转，将桨叶轮组件（1）旋转至本体（3）的左右上方，桨叶轮组件（1）的桨叶面平行于地面，完成从地面环境工作模式到空中飞行工作模式的切换；

3）空中飞行工作模式

基于两个桨叶的旋转和俯仰运动实现空中飞行，当机器人升空离开地面时，翻转支撑轮组件（4）回收，通过控制桨叶的转速和俯仰角，实现空中的升力和姿态调整；

4）空中飞行工作模式切换到壁面工作模式

翻转支撑轮组件（4）转动向前伸出，调整本体（3）姿态至平行于壁面，然后通过转动桨叶轮组件（2），将桨叶轮组件（1）旋转至本体（3）的水平右侧，桨叶轮组件（1）的桨叶升力方向朝向于壁面，完成从空中飞行工作模式到壁面工作模式的切换；

5）壁面工作模式

翻转支撑轮组件（4）和万向轮组件（5）支撑本体（3）实现在壁面的三点平衡，通过控制桨叶的转速和俯仰角实现在壁面的移动和转向运动，以及对壁面的吸附；

6）从壁面工作模式切换到空中飞行工作模式

通过转动桨叶轮组件（2）旋转，将桨叶轮组件（1）旋转至本体（3 ）的水平左侧，桨叶轮组件（1）的桨叶升力方向背向于壁面，机器人飞离壁面，并调整本体（3）姿态至平行于地面，翻转支撑轮组件（4）回收，机器人恢复到空中飞行工作模式；

7）水面工作模式切换到空中飞行工作模式

本体（3）作为船体依靠浮力浮在水面上，然后通过控制桨叶的转速和俯仰角实现在水面的移动和转向运动，当桨叶升力的垂直分力大于机器人重力时，则完成从水面工作模式切换到空中飞行模式的过程；

8）从空中飞行工作模式切换到地面环境工作模式

为从地面环境工作模式切换到空中飞行工作模式的逆过程。

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