CN109228809A - 一种纳型空陆两用机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种纳型空陆两用机器人，属于纳型机器人技术领域。包括含有一X型机器人控制电路板的机器人控制单元，机器人控制电路板的四臂末端分别固定一组螺旋桨电机和螺旋桨；通过贯穿机器人控制电路板的两个对称设置的导电排针在机器人控制单元的上方和下方分别固定轮式系统驱动电路模块和基于光流的辅助自主定位电路模块，且在机器人控制电路板的底部通过分布式车轮固定装置在机器人的头部和尾部分别固定一个无动力的全向球形轮和两个轮式系统电机，由各轮式系统电机分别连接一车轮。该纳型两用机器人具有紧凑的机械结构和对自然环境以及人造环境的感知能力，飞行稳定性高、通用性强，便于设计人员对其控制算法的二次开发。

Description

一种纳型空陆两用机器人

技术领域

本发明涉及纳型机器人技术领域，具体涉及一种纳型空陆两用机器人。

背景技术

近年来，受便携式电子设备行业发展的主要推动，一些电子元件，包括微处理器、传感器、电池和无线通信设备等逐渐趋于小型化、低功耗和低成本化，这从硬件上支持了对纳型机器人的研究。从运动形式的角度看，一般的小型自主运动机器人可以分为飞行机器人和地面移动机器人两大类。飞行机器人通常都具有运动速度快、机动性强的特点。相比于飞行机器人，地面移动机器人的效率更高，因为从运动形式上看，飞行对能量的消耗是巨大的。特别的，纳型飞行机器人的功率几乎需要全部分配到其用于产生起飞和空中停留的主功率驱动器上，导致这类飞行机器人携带外部传感器等负载的能力降低，可执行飞行任务的时间变短，通常只有几分钟甚至几十秒。另一方面，在地面移动的机器人又受到工作条件的限制，大多数在地面移动的机器人需要运行在较为平坦的地面上。

综上所述，诞生了对纳型陆空两用机器人研究的需要：两用机器人通过融合飞行、移动两种形式的运动，可以补偿能量限制、空间限制等问题，拥有明显优于飞行机器人的长效工作时间，更大的工作半径及工作距离；拥有运输较重的负荷的能力，从而执行更为复杂的任务。

2009年，Frank J.Boria等研究者开发出了一种仿生的两用机器人“MMALV”，这个机器人采用模仿蝙蝠的弦式、弧形、柔顺的机翼作为飞行执行机构和一对腿型轮作为行走机构。2014年，Arash Kalantari等研究者研发了一种不需要外加额外的地面运动装置的小型笼式陆空两用机器人，这种机器人将一个四旋翼无人机通过球形轴承固定在一个由碳纤维和聚酯纤维组成的笼子中，通过令四旋翼产生一定的俯仰角实现在地面上的滚动。2015年，北京理工大学的朱航、马建等人研发了一种较大型的陆空两栖机器人，该机器人的机体为X型框架，需要使用8块侧板和2块中间板共10块板及连接件组成，机体具有较大的尺寸，其组件长626mm，宽436mm，高36mm。在机体的四个角，分别通过机械安装架连接四个车轮，车轮的直径为300mm，其中两前轮为驱动轮，连接有驱动电机，两后轮为从动轮。在机体的前后左右四个方向，又通过连接杆安装四个电机及螺旋桨，构成十字形。机器人控制电路板安装在机器人机体上方。最终整体的机器人形成八爪形结构。该机器螺旋桨的直径受到X型框架间距及车轮直径的限制，为了弥补这一限制，该发明需要将左右旋翼向内缩进。同时由于缩进后的旋翼会与机器人控制电路板发生干涉，又不得不将左右旋翼抬高，这将导致四个旋翼的分布非对称，从而无法使用通用的飞行控制算法，而需要设计使用较为复杂的非对称四旋翼无人机控制算法，导致机器人的应用开发受限制。最终机器人的总重量约为2.6kg，尺寸约为长900mm，宽800mm，高300mm。

上述现有技术中所开发的机器人平台均具有较大的尺寸、重量，以及具有能耗较高等特点；相对而言，纳型两用机器人是一种对人类友好的机器人平台，尤其是其执行任务时可以做到更安全、灵活、隐蔽，以及可以在复杂的自然和人造等受限环境中通过灵活分配运动模式完成任务。

2016年，Yash Mulgaonkar等研究者在纳型四旋翼无人机底部安装集成了一组小型的爬行运动机电系统，制造了同时具有飞行和爬行两种运动形式的微型机器人，该微小型机器人的重量仅为30g，尺寸仅为53×53mm。该微型机器人使用一块“X”型飞控电路板，并以该飞控电路板作为机器人的机架；在“X”型飞控板的四臂，固定有四个无刷直流电机，每个电机上方安装一个螺旋桨；在飞控板的下方，安装有一个具有折叠机制的爬行机构，该爬行机构具有八足结构，分别有四个分布在机器人的外侧和内侧，在该爬行机构的中心，安装有一个电动机，该电动机受飞控板输出信号的控制而发生转动，再经由内部的机械传动装置带动爬行机构的前后运动。在该机器人的前后左右四个方向以及上方，还需要安装用于视觉捕捉系统定位拍摄的标记物。然而，由于该机器人的爬行机构限制了地面运动只能沿着前进后退的方向进行，机器人的在地面转向则需要飞控板控制四个旋翼的差动转动，利用四个螺旋桨产生的偏航扭矩实现，因此该机器人的地面运动不够灵活，转向速度较慢；另一方面，这种微型两用机器人的地面移动速度较慢，而且其机械结构较为复杂，制造难度大，不利于批量生产与推广；最后，该机器人缺乏对环境的自主感知能力，需要借助外界的视觉定位捕捉系统进行辅助飞行。

发明内容

本发明的目的是为解决在微纳尺度上由于体积、能耗、处理计算能力有限而难以实现空陆两用机器人的灵活运动以及对环境的自主感知这一难题，提出一种纳型空陆两用机器人。本发明具有低功耗、运动形式灵活且运动形式切换便捷的特点，并且具有自主感知环境的能力，在国防军事和民用科技中均具有较大的应用前景。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提出的一种纳型空陆两用机器人，包括含有一X型机器人控制电路板的机器人控制单元，在所述机器人控制电路板的四臂末端分别固定有一个螺旋桨电机，且各螺旋桨电机分别通过导线与所述机器人控制电路板连接，各螺旋桨电机的输出端分别连接一个螺旋桨；其特征在于，通过贯穿于所述机器人控制电路板的对称设置的两个导电排针，在所述机器人控制单元的上方和下方分别固定一轮式系统驱动电路模块和基于光流的辅助自主定位电路模块，且在所述机器人控制电路板与轮式系统驱动电路模块之间固定有一用于向机器人控制电路板供电的电池；在所述机器人控制主板的底部固定有一组分布式车轮固定装置，通过该车轮固定装置分别在机器人的头部和尾部固定一个无动力的全向球形轮和两个轮式系统电机，由各轮式系统电机分别连接一个车轮，并且两个车轮对称分布于机体左右两侧，两个轮式系统电机分别通过导线与所述轮式系统驱动电路模块连接；

所述机器人控制单元，在所述机器人控制电路板上集成有运算控制器模块、电源管理模块、无线通信模块和惯性测量模块；所述电源管理模块用于执行对机器人内其他电路的电源管理，进行电池电压的测量和充电的管理；所述无线通信模块，包括射频功率放大器和天线，用于将接收的地面控制端运动指令处理并传送至所述运算器控制模块；所述运算控制器模块用于根据地面控制端的运动指令产生地面运动指令并将该地面运动指令通过所述导电排针的上端传送至轮式系统驱动电路模块，或者结合所述惯性测量模块测量的机器人运动数据和通过所述导电排针下端接收的辅助自主定位电路模块的测量结果，进行机器人的位姿估计，并且以位姿估计作为反馈量构成闭环控制进行机器人稳定飞行参数的计算，将产生的空中飞行指令通过导线传送至各螺旋桨电机；

所述轮式系统驱动电路模块，包括集成在电路板上的低电压电机驱动芯片以及其正常工作所需的电阻电容网络，用于将所述运算控制器模块通过所述导电排针发送的地面运动指令转换为驱动各轮式系统电机转动的电流信号；

所述基于光流的辅助自主定位电路模块，包括集成在电路板上的环境感知传感器及其正常工作所需的电阻电容网络，用于实现所述纳型机器人的自主环境感知，且该辅助自主定位电路模块通过所述导电排针的下端与所述机器人控制电路板中的运算控制器模块连接。

本发明的特点及有益效果在于：

本发明提出了一种纳型空陆两用机器人，总重量为39g、直径为92mm。该纳型两用机器人具有紧凑的机械结构，使用最少的部件(二轮差动驱动的三轮结构)实现地面全自由度的运动，使用最简易灵活的配置(差动四旋翼结构)实现空中的全自由度运动。机器人的地面运动与空中运动使用相互独立的运动执行机构，可相互独立进行控制，提高了机器人系统的鲁棒性。该机器人能够在平坦地面运动以及在室内外空中飞行，从而克服了目前包括飞行机器人在内的大多数自主机器人执行任务有效时间短、运动形式单一等缺点。车轮固定装置采用分布式结构，能有效避免对基于光流的辅助自主定位电路模块上传感器的遮挡，进而可采用通用的飞行与地面运动控制算法实现对机器人的运动控制，便于使用者对机器人控制算法的后续开发设计。相比于类似尺寸的纳型四旋翼机器人，本发明提出的纳型空陆两用机器人具有通过选择运动模式以最低功耗执行任务的能力，从而其长期工作时间与工作范围可分别增加10倍与1.4倍。另一方面，本发明提出的两用机器人还具有对自然环境以及人造环境的感知能力，能够在不借助外部运动捕捉系统的情况下在机器人飞行过程中进行准确的自主定位，从而提高飞行的稳定性。

本发明机器人操作简便，成本低廉，在使用中操作者可以根据任务需要与环境情况灵活选择运动形式，通过计算机地面站发送的运动指令，由机器人控制单元接收后，令两用机器人执行相应运动完成任务。该纳型空陆两用机器人在国防军事和民用科技中都有较大的应用前景。例如，在军事上，纳型两用机器人所具有的上述优点，有助于实现在两用机器人在复杂或受限环境中稳定地执行长时间、大范围的隐蔽侦察与监测任务；在民用科技方面，纳型两用机器人较小的体积与稳定飞行的特性能够执行对人友好的任务，另外其灵活的运动模式有助于实现在城市街道等存在个别障碍物的环境中执行长期监控，快速接近目标等任务。

附图说明

图1是本发明提出的纳型空陆两用机器人的结构示意图。

图2是对本发明提出的纳型空陆两用机器人的结构的补充示意图

具体实施方式

本发明提出的一种纳型空陆两用机器人，结合附图和一个具体实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然所描述地实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提出的一种纳型空陆两用机器人，结构如图1、2所示，本纳型空陆两用机器人的总重量为39g，直径为92mm；包括：机器人控制单元1，该控制单元包括在X型机器人控制电路板上集成的运算控制器模块、电源管理模块、无线通信模块、惯性测量模块，四个螺旋桨电机2，四个螺旋桨3，一对导电排针4，一个轮式系统驱动电路模块5，一块电池6，一组分布式车轮固定装置7，一个无动力的全向球形轮8，一块基于光流的辅助自主定位电路模块9，两个标准车轮10以及两个车轮电机11。该纳型空陆两用机器人以所述X型机器人控制电路板1作为机器人机架，其四臂末端分别固定有一个螺旋桨电机2，各螺旋桨电机分别通过导线与机器人控制电路板1连接，每个螺旋桨电机2的输出端连接一个螺旋桨3，并由螺旋桨电机2以及螺旋桨3一起组成纳型机器人的空中运动执行机构。在X型机器人控制电路板1上对称固定有两个贯穿于该X型机器人控制电路板的导电排针4，该导电排针的上端凸出于X型机器人控制电路板1，实现了X型机器人控制电路板1与轮式系统驱动电路模块5的电学连接与机械连接。电池6固定在X型机器人控制电路板1与轮式系统驱动电路模块5之间，并向X型机器人控制电路板1供电。车轮固定装置7固定在机器人控制主板1的底部，通过该车轮固定装置7分别在机器人的头部和尾部固定一个无动力的全向球形轮8和两个轮式系统电机11，由轮式系统电机连接两个标准车轮10，两个轮式系统电机11分别通过导线与轮式系统驱动电路模块5连接，并且两个车轮对称分布于机体左右两侧。基于光流的辅助自主定位电路模块9固定于在机器人控制电路板1的底部，用于实现纳型机器人自主环境感知，且该辅助自主定位电路模块9通过导电排针4的下端与X型机器人控制电路板1连接。

机器人控制单元1具有低功耗的嵌入式计算、与地面控制端通信等能力，包括在X型电路板上集成的运算控制器模块，以及与该运算控制器模块相连的电源管理模块、无线通信模块和惯性测量模块(惯性测量模块包括三轴加速度计、三轴陀螺仪等传感器)。其中；电源管理模块用于执行对系统其他电路的电源管理，进行电池电压的测量和充电的管理；无线通信模块，包括射频功率放大器和天线，无线通信模块用于将接收的地面控制端运动指令处理并传送至运算器控制模块；运算控制器模块作为主控制单元，用于根据地面控制端的运动指令产生地面运动指令并将该地面运动指令通过导电排针4的上端传送至轮式系统驱动电路模块5，或者结合惯性测量模块测量的机器人运动数据(惯性测量模块的作用是测量机器人的运动信息，对惯性测量数据的处理主要包括滤波和积分)和通过导电排针4下端接收的辅助自主定位电路模块9的测量结果，进行机器人的位姿估计(包括位置估计和姿态估计)，并且以位姿估计作为反馈量构成闭环控制系统进行机器人稳定飞行参数的计算，将产生的空中飞行指令通过导线传送至各螺旋桨电机2。

轮式系统驱动电路模块5具备低功耗、良好散热的特点，同时其外形尺寸应当小于30mm×30mm；该轮式系统驱动电路模块5包括集成在电路板上的低电压电机驱动芯片以及芯片正常工作所需要使用的电阻电容网络(所述电阻电容网络是公知技术，该电阻电容网络的电路结构可参见相应芯片的数据手册)，用于将机器人控制单元1中运算控制器模块通过导电排针4发送的地面运动指令转换为驱动各轮式系统电机11转动的电流信号。

基于光流的辅助自主定位电路模块9包括集成在电路板上的环境感知传感器(如光流传感器，激光测距传感器等对不同亮度、距离和反射率的环境具有感知能力的传感器，且所采用的传感器的视场角范围为20～50度，以有利于机器人兼具感知一定视场范围与一定高度范围环境的能力)及其正常工作所需要的电阻电容网络(同样为公知技术)，用于在机器人飞行过程中对其所处环境进行感知测量，并将测量数据(包括机器人与所处环境之间的相对移动、机器人与飞行场景内部分物体的距离等)通过导电排针4的下端(导电排针4的下端可凸出于机器人控制电路板1下表面或与其齐平，当导电排针4的下端凸出于机器人控制电路板1下表面时，应保证机器人在执行地面运动时对底部空间的要求)传送回机器人控制单元1内的运算控制器模块。基于光流的辅助自主定位电路模块9应选择低功耗器件组成，并且其传感模型带来的计算量应适应机器人控制单元内运算控制器的运算能力。

车轮固定装置7采用分布式结构，能有效避免对基于光流的辅助自主定位电路模块9上传感器的遮挡，进而可采用通用的飞行与地面运动控制算法实现对机器人的运动控制，便于使用者对机器人控制算法的后续开发设计。车轮固定装置的重量不大于3g；无动力的全向球形轮8以及两个标准车轮10的总重量应不大于3g，且直径D应该为10～20mm。轮式系统电机11优用减速电机，重量应低于2g，电机在额定负载下的输出转矩为1.4mN·m～4.8mN·m，最大功耗应低于0.2W，转速n在120r/min～240r/min之间。螺旋桨电机2优选无刷高速直流电机(电机kv值大于10000rpm/V)，由单个螺旋桨与电机组合的动力系统应该具有提供100mN拉力的能力，从而，使用四旋翼结构的机器人应该能够具有提供400mN拉力的能力，即抬升40g负载。

在机器人工作时，由电池6直接向机器人控制模块1供电，在经由控制模块1上的电源管理单元进行电源管理与分配后，分别通过导电排针4向轮式系统驱动电路模块5和基于光流的辅助自主定位电路模块9供电。电池6应具有较轻的重量以及一定的续航能力。

本发明中的各组成器件均可通过本领域的常规技术予以实现。

当地面控制端发出指令机器人需要执行地面运动时，由机器人控制单元1产生地面运动指令信号，经由导电排针4传送至轮式系统驱动电路模块5，在轮式系统驱动电路模块5根据指令信号产生相应的驱动电机转动的电流信号经导线传送至轮式系统电机11。所述地面运动指令信号包括运动方向(前进、后退、转向)与运动速度。更具体的，对于具有所述结构的地面运动学模型为：

等式左边表示机器人在地面全局坐标系下的线速度以及绕机体旋转的角速度x(t)、y(t)和θ_w(t)分别代表对应的线位移和旋转角度。等式右边的参数包括全局坐标系到机体坐标系的旋转矩阵R，两车轮的距离l，车轮的半径r，左右两个标准轮的转动角速度和和分别为两车轮的转度角度。

当地面控制端发出指令机器人需要进行空中飞行运动时，由机器人控制单元1中的运算控制器模块根据空中运动指令解算出运动控制信号，传送到四个螺旋桨电机2，驱动四个螺旋桨3产生差动转动，从而控制机器人在空中的运动(包括起飞、直线飞行、偏航运动、悬停、降落等)。更具体的，对于具有所述结构的空中运动模型为：

模型中^eP,^eV分别表示机器人在世界坐标系下的位置、平动速度，其中基于光流的辅助自主定位电路模块能够测量机器人飞行过程中的平动速度及高度数据；T_Σ表示螺旋桨产生的推力总和；m表示机器人的质量，g表示重力加速度；欧拉角ψ,θ,φ表示机器人的偏航、俯仰、滚转角；表示机器人在机体坐标系下的角速度；I_xx,I_yy,I_zz表示机器人的三个轴上的转动惯量；τ_x,τ_y,τ_z表示螺旋桨在机体轴上产生的力矩。该模型包括了垂直抬升、悬停、直线飞行、偏航运动、垂直降落等运动过程。

机器人空中飞行时，运算控制器模块读取基于光流的辅助自主定位电路模块9的测量信号，经过解算后实现对环境的感知，与惯性测量数据融合，构成闭环控制系统，通过控制螺旋桨产生的力矩τ_x,τ_y,τ_z控制机器人的位姿、运动速度达到期望值，从而辅助机器人进行稳定的空中运动。

下面结合一个具体实施例，对本发明进一步详细说明如下。

本实施例中，选用纳型四旋翼无人机Crazyflie2.0组件，包括机器人控制单元、四个直流无刷电机和螺旋桨。该纳型四旋翼无人机的尺寸为92mm×92mm×29mm(长×宽×高)，重量为21g，同时能够通过2.4GHz无线电波与地面控制端(如常规的计算机)通信。本实施例选用工作电压3.7V，容量250mAh的锂电池，其外形尺寸为32mm×18mm×8mm(长×宽×高)，重量为8g，在装有该电池的条件下Crazyflie2.0组件可抬升的最大负荷为15g，也即是动力系统总共可提供的升力为440mN。本实施例选用的导电排针为针长25mm，间距2mm的单塑排针。轮式系统驱动电路模块选用的电机驱动芯片型号为DRV8835，此芯片内部为双路低电压H桥集成电路，正常工作需要的最低逻辑电源供电电压为2V，最大驱动电流为1.5A，芯片采用极小型的WSON-12型封装，尺寸仅为2mm×3mm，且底部有一个较大的散热盘与电路板焊接，满足对两用机器人设计的微小型化和低功耗的要求，集成有该芯片的驱动电路板的外形尺寸为28mm×20mm×0.8mm，在外形尺寸上能够与机器人控制主板结合以覆盖固定锂电池。由该轮式系统驱动电路模块驱动的轮式系统电机为微小型行星齿轮减速直流电机(轴径小于10mm)，减速电机型号为ZWPD006006，其减速比为136:1；该减速电机具有塑胶外封装，尺寸小，重量轻，其重量为1.5g，总长度仅为18.7mm，轴径为6mm，输出轴长度为3mm，输出轴直径为1.5mm；减速电机额定负载工作时转速为176r/min，最大电流为100mA，转矩为2.94mN·m，最大功耗为0.2W。本实施例选用一对外直径D为16mm的塑料橡胶轮胎(作为标准车轮)通过过盈配合连接在两个具有减速比136:1的减速电机的输出轴上，选用一个车轮直径为8.6mm，高度为10.8mm的尼龙材料无动力球形轮。所述车轮固定装置将两个行星齿轮减速电机固定在机器人尾部且两车轮相距l为70mm，本实施例的车轮固定装置由两个分离的固定部件构成，在两个分离的固定部件之间固定基于光流的辅助定位模块，位于头部的固定部件具有L型横截面，位于尾部的固定部件整体为矩形，除此之外，还可选择其他截面形式的固定部件；将全向球形轮固定在机器人头部且位于中轴线上；该固定装置利用3D打印制造，材料为尼龙，总重量仅为2g。本实施例选用的基于光流的辅助定位模块使用的环境感知传感器包括光流传感器和激光测距传感器，其使用的光流传感器型号为PMW3901MB-TXQT，尺寸为6mm×6mm×2.8mm，视角范围为42°×42°(垂直×水平)，视觉测量范围为80mm至无穷远，可测量视场的最小光照度为110lux，其工作电流仅为9mA；使用的激光测距传感器型号为VL53L0X，尺寸为4.4mm×2.4mm×1.0mm，功率仅为20mW；该激光测距传感器包括红外激光发射器及接收器，其中红外激光发射器发射光的视场角为35度(锥顶角)，用于的红外激光接收器的视场角为25度(锥顶角)。该激光测距传感器可在室内、室外，存在其他红外光干扰的情况下对具有不同反射率的目标物体进行测距，激光测距传感器在室内无其他红外光干扰的情况下针对具有88％反射率的物体进行测量可获得最大测量距离200cm，而在室外存在红外光干扰的情况下仍可以对只具有17％反射率的物体进行测量，最大测量距离为80cm。从而该基于光流的辅助定位模块具有对自然环境以及人造环境的感知能力，且可以适应不同亮度、距离、反射率的环境。

Claims (4)

1.一种纳型空陆两用机器人，包括含有一X型机器人控制电路板的机器人控制单元，在所述机器人控制电路板的四臂末端分别固定有一个螺旋桨电机，且各螺旋桨电机分别通过导线与所述机器人控制电路板连接，各螺旋桨电机的输出端分别连接一个螺旋桨；其特征在于，通过贯穿于所述机器人控制电路板的对称设置的两个导电排针，在所述机器人控制单元的上方和下方分别固定一轮式系统驱动电路模块和基于光流的辅助自主定位电路模块，且在所述机器人控制电路板与轮式系统驱动电路模块之间固定有一用于向机器人控制电路板供电的电池；在所述机器人控制主板的底部固定有一组分布式车轮固定装置，通过该车轮固定装置分别在机器人的头部和尾部固定一个无动力的全向球形轮和两个轮式系统电机，由各轮式系统电机分别连接一个车轮，并且两个车轮对称分布于机体左右两侧，两个轮式系统电机分别通过导线与所述轮式系统驱动电路模块连接；

所述机器人控制单元，在所述机器人控制电路板上集成有运算控制器模块、电源管理模块、无线通信模块和惯性测量模块；所述电源管理模块用于执行对机器人内其他电路的电源管理，进行电池电压的测量和充电的管理；所述无线通信模块，包括射频功率放大器和天线，用于将接收的地面控制端运动指令处理并传送至所述运算器控制模块；所述运算控制器模块用于根据地面控制端的运动指令产生地面运动指令并将该地面运动指令通过所述导电排针的上端传送至轮式系统驱动电路模块，或者结合所述惯性测量模块测量的机器人运动数据和通过所述导电排针下端接收的辅助自主定位电路模块的测量结果，进行机器人的位姿估计，并且以位姿估计作为反馈量构成闭环控制进行机器人稳定飞行参数的计算，将产生的空中飞行指令通过导线传送至各螺旋桨电机；

所述轮式系统驱动电路模块，包括集成在电路板上的低电压电机驱动芯片以及其正常工作所需的电阻电容网络，用于将所述运算控制器模块通过所述导电排针发送的地面运动指令转换为驱动各轮式系统电机转动的电流信号；

所述基于光流的辅助自主定位电路模块，包括集成在电路板上的环境感知传感器及其正常工作所需的电阻电容网络，用于实现所述纳型机器人的自主环境感知，且该辅助自主定位电路模块通过所述导电排针的下端与所述机器人控制电路板中的运算控制器模块连接。

2.如权利要求1所述的纳型空陆两用机器人，其特征在于，该纳型空陆两用机器人的总重量为30～40g，直径为90～100mm。

3.如权利要求1所述的纳型空陆两用机器人，其特征在于，所述基于光流的辅助自主定位电路模块中，所述环境感知传感器包括光流传感器和激光测距传感器，各传感器的视场角范围为20～50度。

4.如权利要求1所述的纳型空陆两用机器人，其特征在于，所述车轮固定装置采用3D打印尼龙制得。