CN110758035B - 一种具备爬楼功能的路空两用无人机及其运行方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具备爬楼功能的路空两用无人机及其运行方法。现有无人机大多不具备在地面行驶和爬楼梯的功能。本发明一种具备爬楼功能的路空两用无人机，包括机体、变形支臂、控制器和无线模块。机体包括中心电机、机架、主齿轮、副齿轮和变向齿轮。四根变形支臂的内端与四个副齿轮分别连接。变形支臂包括第一关节架、第二关节架、第一变形驱动组件、第三关节架、第二变形驱动组件、锁止组件和行进动力组件。锁止组件包括第一锁位盘、第二锁位盘、第三锁位盘、第一电动推杆和第二电动推杆。本发明具备轮动功能、爬楼功能和飞行功能；本发明具备爬楼功能，且爬楼过程中，六个车轮的间距可以根据楼梯高度及间距调整，可适应不同类型楼梯。

Description

一种具备爬楼功能的路空两用无人机及其运行方法

技术领域

本发明属于无人机技术领域，具体涉及一种具备爬楼功能的路空两用无人机及其运行方法。

背景技术

目前，市场上的旋翼飞行器类型主要包括固定翼飞行器、多旋翼飞行器和一些传统的多旋翼飞行器大多采用固定桨距的螺旋桨，通过调节螺旋桨的转速产生不同的反扭力矩和拉力来控制飞行姿态的平衡。其中的路空两用无人机功能相比较而言更多，但传统的路空两用无人机大多数为简单的轮动功能加上飞行功能，功能单一，并且模式间转换机构过于复杂难以适用于多种场合下进行。特别是面对地形复杂多变的环境中无法正常使用，不能够稳定，局限性也大，不能应用于多种场合。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具备爬楼功能的路空两用无人机及其运行方法。

本发明一种具备爬楼功能的路空两用无人机，包括机体、变形支臂、控制器和无线模块。所述的机体包括中心电机、机架、主齿轮、副齿轮和变向齿轮。主齿轮、四个第二副齿轮和两个变向齿轮均支承在机架上。主齿轮位于机架的中心位置。四个副齿轮的轴线沿着主齿轮轴线的周向均布。其中两个不相邻的副齿轮均与主齿轮啮合。另两个副齿轮均与主齿轮在高度方向上错开。两个变向齿轮均与主齿轮啮合，且与错开主齿轮的两个副齿轮分别啮合。四根变形支臂的内端与四个副齿轮分别连接。

所述的变形支臂包括第一关节架、第二关节架、第一变形驱动组件、第三关节架、第二变形驱动组件、锁止组件和行进动力组件。第一关节架的内端与对应的副齿轮固定。第二关节架的内端与第一关节架构成第一转动副。第一转动副的公共轴线水平设置。第二关节架由第一变形驱动组件驱动。所述第二关节架的外端与两个第三关节架的内端同轴铰接，构成第二转动副。第二转动副的公共轴线与第一转动副的公共轴线相互垂直。两个第三关节架由第二变形驱动组件分别驱动。

所述的锁止组件包括第一锁位盘、第二锁位盘、第三锁位盘、第一电动推杆和第二电动推杆。第一锁位盘、第二锁位盘、第三锁位盘与两个第三关节架的内端、第二关节架的外端分别固定。第一锁位盘、第二锁位盘、第三锁位盘的中心轴线均与第二转动副的公共轴线重合。第二锁位盘位于第一锁位盘与第三锁位盘之间。第一锁位盘及第三锁位盘上均开设有沿自身中心轴线周向均布的多个锁位通孔。第二锁位盘上安装有第一电动推杆和第二电动推杆。第一电动推杆、第二电动推杆的推出杆分别朝向第一锁位盘、第三锁位盘，且位置与第一锁位盘、第三锁位盘上的锁位通孔分别对应。

两个第三关节架的外端均设置有一个行进动力组件。行进动力组件包括动力电机和两用螺旋桨。动力电机固定在对应第三关节架的外端。两用螺旋桨与动力电机的输出轴固定。两用螺旋桨的边缘处固定有轮环。

作为优选，所述的锁止组件具有三个工作状态；第一个工作状态下，第一电动推杆和第二电动推杆均缩回，两个第三关节架分别受对应的第二变形驱动组件驱动进行自由转动；第二个工作状态下，第一电动推杆推出，两个第三关节架被锁止在一起，且能够相对于第二关节架转动；第三个工作状态下，第一电动推杆及第二电动推杆均推出，第二关节架及两个第三关节架被锁止在一起。

作为优选，所述第一锁位盘及第三锁位盘上的各锁位通孔朝向第二锁位盘的一端均设置有倒角。

作为优选，所述的机体还包括第一磁粉离合器。四个第一磁粉离合器的外壳均与机架固定，转轴与四个副齿轮分别固定。

作为优选，所述的变形支臂还包括第二磁粉离合器。第二磁粉离合器的外壳与第一关节架固定，转轴与第二关节架。

作为优选，所述的第一变形驱动组件包括第一锥齿轮和第一电机。两个第一锥齿轮与第一关节架的外端、第二关节架的内端分别固定。两个第一锥齿轮啮合。第一电机固定在第一关节架上，且输出轴与第一关节架上的第一锥齿轮固定。

作为优选，在一根变形支臂中，所述的第二变形驱动组件共有两个。两个第二变形驱动组件与两个第三关节架分别对应。第二变形驱动组件包括第二电机和两个第二锥齿轮。两个第二锥齿轮与第二关节架、对应的第三关节架分别固定。两个第二锥齿轮啮合。第二电机与第二关节架固定。第二电机与第二关节架上的第二锥齿轮固定。

作为优选，所述控制器采用型号为arduino2560的微控制板。

作为优选，该地空两用的旋翼飞行器具有三种工作模式，分别为包括行走模式、飞行模式和爬楼模式。将四根变形支臂沿着机架的周向依次定义为左前支臂、右前支臂、右后支臂、左后支臂。

地空两用的旋翼飞行器在飞行模式下，第二关节架翻转至水平状态，使得各两用螺旋桨的轴线均竖直设置。各第一电动推杆及第二电动推杆均推出，使得两个第三关节架被锁止在第二关节架上；需要在空中变形时解除锁止，变形完成后重新锁止。

地空两用的旋翼飞行器在行走模式下，第一转动副的公共轴线均沿着行进方向设置；各第二关节架向下翻转至竖直状态，使得各两用螺旋桨的轴线均水平设置，且垂直于行进方向。此时八个两用螺旋桨均与地面接触，各行进电机转动即可驱动机架在地面上行进。

地空两用的旋翼飞行器在爬楼模式下，各第一关节架及第二关节架的状态与行走模式相同；左前支臂、右前支臂内的两根第三关节架各自成θ角；60°≤θ≤90°。左前支臂、右前支臂内第一电动推杆推出，第二电动推杆缩回，第二电机断电解除自锁，使得左前支臂及右前支臂上均形成能够自由摆动的V形轮架。左后支臂及右后支臂中的两根第三关节架均向远离左前支臂及右前支臂的一侧转动，使得左后支臂及右后支臂内的第三支架与竖直方向呈0.5θ角。

该具备爬楼功能的路空两用无人机的运行方法，包括飞行模式下的运行方法、行走模式下的运行方法和爬楼模式下的运行方法

飞行模式下的运行方法具体如下：

步骤一、地空两用的旋翼飞行器切换至飞行模式，四根变形支臂伸直，且四根变形支臂上的两用螺旋桨排列成一个正方形；第一电动推杆及第二电动推杆均推出，使得两个第三关节架被锁止在第二关节架上；之后，八个动力电机转动，使得飞行器起飞。

步骤二、当地空两用的旋翼飞行器在空中需要穿过一个通道时，地空两用的旋翼飞行器进行飞行折叠，以避免在穿过时发生碰撞；飞行折叠过程如下：

首先解除对各第一关节架及第三关节架的锁止。然后，中心电机转动，驱动四根变形支臂内的第一关节架转动45°，使得四根第一关节架的轴线均垂直于行进方向；同时，四根变形支臂内的各第二电机转动，驱动各第三关节架转动90°，使得各第三关节架的轴线均平行于行进方向，地空两用的旋翼飞行器的宽度减小。

步骤三、飞行折叠后的地空两用的旋翼飞行器穿过通道；之后，地空两用的旋翼飞行器恢复到步骤一中的状态继续飞行。

行走模式下的运行方法具体如下：

步骤一、地空两用的旋翼飞行器在地面上切换至行走模式。之后，八个动力电机转动，使得地空两用的旋翼飞行器在地面上行驶。

步骤二、当地空两用的旋翼飞行器在地面需要穿过一个高度小于地空两用的旋翼飞行器行走模式下高度的通道时，地空两用的旋翼飞行器进行行走折叠，以避免在穿过时发生碰撞；行走折叠过程如下：

首先解除对各第三关节架的锁止。四根变形支臂内的各第二电机转动，驱动各第三关节架转动90°，使得各第三关节架的轴线均翻转至水平的状态，且相互靠近的两根第二关节架上对应的两用螺旋桨相互远离，此时，各变形支臂均呈L形，地空两用的旋翼飞行器的高度降低，轴距增大，使得地空两用的旋翼飞行器能够穿过更矮的通道。

步骤三、行走折叠后的地空两用的旋翼飞行器穿过通道；之后，地空两用的旋翼飞行器恢复到步骤一中的状态继续行驶。

爬楼模式下的运行方法具体如下：

步骤一、当在地面上行进的过程中遇到台阶时，地空两用的旋翼飞行器从行走模式切换至爬楼模式。

步骤二、各动力电机转动，使得地空两用的旋翼飞行器向台阶行驶，左前支臂、右前支臂上靠前的两用螺旋桨抵住台阶；各两用螺旋桨均在对应动力电机的驱动下主动旋转，左前支臂、右前支臂上各自的两个第三关节架呈现被相互锁止在一起且能够绕第二关节架自由转动的状态；左前支臂、右前支臂上靠前的两用螺旋桨将沿着台阶向上滚动越过台阶的上边缘，左前支臂、右前支臂上靠后的两用螺旋桨和左后支臂、右后支臂上的两用螺旋桨起到支撑机架的作用，由此实现爬楼。

本发明具有的有益效果是：

1、本发明具备轮动功能、爬楼功能和飞行功能。

2、本发明轮动过程中具备两种状态，一个是对称的四轮平动状态，另一个是六轮爬楼状态。

3、本发明具备爬楼功能，且爬楼过程中，六个车轮的间距可以根据楼梯高度及间距调整，可适应不同类型楼梯。

4、本发明桨距长度、桨距角度和螺旋桨位置均可360°无死角的调节，有利于通过桨距调节增强稳定性，增加狭小涵道通过性和空旷地带抗风能力。

5、本发明具备折叠功能，具有便携性。

6、本发明结构精炼，整体重量较小。

附图说明

图1是本发明在飞行模式的结构示意图；

图2是本发明中机体的结构示意图；

图3是本发明中变形支臂的第一张结构示意图；

图4是本发明中变形支臂的第二张结构示意图；

图5是图4中A部分的局部放大图；

图6是本发明在行走模式下的结构示意图；

图7是本发明在爬楼模式下的结构示意图；

图8是本发明在飞行模式进行折叠后的立体图；

图9是本发明在行走模式进行折叠后的立体图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步说明。

如图1和2所示，一种具备爬楼功能的路空两用无人机，包括机体、变形支臂、控制器和无线模块。控制器采用型号为arduino2560的微控制板。机体包括第一磁粉离合器、中心电机、机架101、主齿轮102、副齿轮103和变向齿轮104。机架101由两块上下间隔设置且相互固定的机体载重板组成。主齿轮102、四个第二副齿轮103和两个变向齿轮104均支承在机架101上。主齿轮102位于机架101的中心位置。四个副齿轮103的轴线沿着主齿轮102轴线的周向均布。其中两个不相邻的副齿轮103均与主齿轮102啮合(不相邻的两个齿轮关于主齿轮102的轴线对称)。另两个副齿轮103均与主齿轮102在高度方向上错开。两个变向齿轮104均与主齿轮102啮合，且与错开主齿轮102的两个副齿轮103分别啮合。这使得任意两个相邻的副齿轮103转向均相反，符合变形支臂展开或收拢的需求。四个第一磁粉离合器的外壳均与机架101固定，转轴与四个副齿轮103分别固定。第一磁粉离合器用于在飞行时锁止对应的副齿轮103，从而保持飞行的稳定。四根变形支臂的内端与四个副齿轮103分别连接。

如图1、3和4所示，变形支臂包括第一关节架201、第二关节架202、第一变形驱动组件203、第三关节架204、第二变形驱动组件205、第二磁粉离合器、锁止组件206和行进动力组件。第一关节架201的内端与对应的副齿轮103固定。四根变形支臂内的第一关节架201等高设置。第二关节架202的内端与第一关节架201构成第一转动副。第一转动副的公共轴线水平设置。第二磁粉离合器的外壳与第一关节架201固定，转轴与第二关节架202。第二磁粉离合器用于在飞行时锁止第一转动副，从而保持飞行的稳定。第一变形驱动组件203包括第一锥齿轮和第一电机。两个第一锥齿轮与第一关节架201的外端、第二关节架202的内端分别固定。两个第一锥齿轮啮合。第一电机固定在第一关节架201上，且输出轴与第一关节架201上的第一锥齿轮固定。

第二关节架202的外端与两个第三关节架204的内端同轴铰接，构成第二转动副。第二转动副的公共轴线与第一转动副的公共轴线相互垂直。第二变形驱动组件205共有两个。两个第二变形驱动组件205与两个第三关节架204分别对应。第二变形驱动组件205包括第二电机和两个第二锥齿轮。两个第二锥齿轮与第二关节架202、对应的第三关节架204分别固定。两个第二锥齿轮啮合。第二电机与第二关节架202固定。第二电机与第二关节架202上的第二锥齿轮固定。

如图4和5所示，锁止组件206包括第一锁位盘301、第二锁位盘302、第三锁位盘303、第一电动推杆304和第二电动推杆305。第一锁位盘301、第二锁位盘302、第三锁位盘303与两个第三关节架204的内端、第二关节架202的外端分别固定。第一锁位盘301、第二锁位盘302、第三锁位盘303的中心轴线均与第二转动副的公共轴线重合。第二锁位盘302位于第一锁位盘301与第三锁位盘303之间。第一锁位盘301及第三锁位盘303的端面上均开设有沿自身中心轴线周向均布的多个锁位通孔。各锁位通孔朝向第二锁位盘302的一端均设置有倒角。第二锁位盘302上设置有两个推杆安装位；两个推杆安装位内分别安装有第一电动推杆304、第二电动推杆305。第一电动推杆304、第二电动推杆305的推出杆分别朝向第一锁位盘301、第三锁位盘303，且位置与第一锁位盘301、第三锁位盘303上的一圈锁位通孔分别对应。

第一电动推杆304和第二电动推杆305的推出杆推出时，能够分别穿入第一锁位盘301、第三锁位盘303上锁位通孔，从而使得第二关节架和两个第三关节架锁止在一起。两个电动推杆304的推出杆缩回时，第二关节架和两个第三关节架两两之间均能够相对转动。锁止组件206具有三个工作状态；第一个工作状态下，第一电动推杆304和第二电动推杆305均缩回，两个第三关节架分别受对应的第二变形驱动组件205驱动进行自由转动，该工作状态用于进行变形支臂的变形；第二个工作状态下，第一电动推杆304推出，两个第三关节架被锁止在一起，且能够相对于第二关节架转动，该工作状态用于在爬楼梯时使用；第三个工作状态下，第一电动推杆304及第二电动推杆305均推出，第二关节架及两个第三关节架被锁止在一起，该工作状态用于在飞行时保证变形支臂的刚度，从而保证飞行的平稳。

两个第三关节架204的外端均设置有一个行进动力组件。行进动力组件包括动力电机208和两用螺旋桨207。动力电机208固定在对应第三关节架204的外端。两用螺旋桨207与动力电机208的输出轴固定。两用螺旋桨207的边缘处固定有轮环。带有轮环的两用螺旋桨207既能够作为飞行器的螺旋桨，又能够在地面上作为车轮使用。两个行进动力组件内动力电机208的输出轴朝向相反。两个同轴的两用螺旋桨207反向转动，能够增大飞行器的升力、降低噪音，且能够减少第三关节架204受到的扭力，大大增加了飞行器飞行的稳定性。

该地空两用的旋翼飞行器具有三种工作模式，分别为包括行走模式、飞行模式和爬楼模式。将四根变形支臂沿着机架的周向依次定义为左前支臂、右前支臂、右后支臂、左后支臂。

如图1所示，地空两用的旋翼飞行器在飞行模式下，各个变形支臂内的第一电机同步转动，驱动各第二关节架翻转至水平状态，使得各两用螺旋桨207的轴线均竖直设置。此时，各行进电机转动能够驱动机架飞行。正常飞行时，四个第一磁粉离合器锁止各第一关节架；四个第二磁粉离合器锁止各第二关节架；第一电动推杆及第二电动推杆305均推出，使得两个第三关节架被锁止在第二关节架上；需要在空中变形时解除锁止，变形完成后重新锁止。

如图6所示，地空两用的旋翼飞行器在行走模式下，中心电机转动，驱动各个变形支臂内的第一关节架同步转动，使得各第一转动副的公共轴线均沿着行进方向设置；各个变形支臂内的第一电机同步转动，驱动各第二关节架向下翻转，使得各两用螺旋桨207的轴线均水平设置，且垂直于行进方向。此时八个两用螺旋桨207均与地面接触，各行进电机转动即可驱动机架在地面上行进。

如图7所示，地空两用的旋翼飞行器在爬楼模式下，各第一关节架及第二关节架的状态与行走模式相同；左前支臂及右前支臂中各自的两根第三关节架反向转动，使得左前支臂、右前支臂内的两根第三关节架各自成θ角；60°≤θ≤90°。左前支臂、右前支臂内第一电动推杆推出，第二电动推杆305缩回，第二电机断电解除自锁，使得左前支臂及右前支臂上均形成能够自由摆动的V形轮架。

左后支臂及右后支臂中的两根第三关节架均向远离左前支臂及右前支臂的一侧转动，使得左后支臂及右后支臂内的第三支架与竖直方向呈0.5θ角；此时该地空两用的旋翼飞行器呈现六轮状态，且位于前侧的左右两组车轮分别位于两个能够自由摆动的V形支架上；当V形支架上的一个车轮抵住台阶并转动时，将沿台阶向上滚动(向上滚动的过程中V形支架发生转动)。因此，爬楼模式的地空两用的旋翼飞行器能够沿着台阶向上行驶。

该具备爬楼功能的路空两用无人机的运行方法，包括飞行模式下的运行方法、行走模式下的运行方法和爬楼模式下的运行方法

如图8所示，飞行模式下的运行方法具体如下：

步骤一、地空两用的旋翼飞行器切换至飞行模式，四根变形支臂伸直(即第一关节架、第二关节架及第三关节架在同一直线上)，且四根变形支臂上的两用螺旋桨207排列成一个正方形，该状态如图1所示；四个第一磁粉离合器锁止各第一关节架；四个第二磁粉离合器锁止各第二关节架；第一电动推杆及第二电动推杆305均推出，使得两个第三关节架被锁止在第二关节架上；之后，八个动力电机208转动，使得飞行器起飞。

步骤二、当地空两用的旋翼飞行器在空中需要穿过一个通道(例如树枝与树枝之间的间隙)时，地空两用的旋翼飞行器进行飞行折叠，以避免在穿过时发生碰撞；飞行折叠过程如下：

首先解除对各第一关节架及第三关节架的锁止。然后，中心电机201转动，驱动四根变形支臂内的第一关节架转动45°，使得四根第一关节架的轴线均垂直于行进方向；同时，四根变形支臂内的各第二电机转动，驱动各第三关节架转动90°，使得各第三关节架的轴线均平行于行进方向，且相互靠近的两根第二关节架上对应的两用螺旋桨相互远离，此时，各变形支臂均呈L形，地空两用的旋翼飞行器的宽度(垂直行进方向的尺寸)减小，使得地空两用的旋翼飞行器能够穿过更小的空隙。

步骤三、飞行折叠后的地空两用的旋翼飞行器穿过通道；之后，地空两用的旋翼飞行器恢复到步骤一中的状态继续飞行。

如图9所示，行走模式下的运行方法具体如下：

步骤一、地空两用的旋翼飞行器在地面上切换至行走模式。之后，八个动力电机208转动，使得地空两用的旋翼飞行器在地面上行驶。

步骤二、当地空两用的旋翼飞行器在地面需要穿过一个高度小于地空两用的旋翼飞行器行走模式下高度的通道时，地空两用的旋翼飞行器进行行走折叠，以避免在穿过时发生碰撞；行走折叠过程如下：

首先解除对各第三关节架的锁止。四根变形支臂内的各第二电机转动，驱动各第三关节架转动90°，使得各第三关节架的轴线均翻转至水平的状态，且相互靠近的两根第二关节架上对应的两用螺旋桨相互远离，此时，各变形支臂均呈L形，地空两用的旋翼飞行器的高度降低，轴距(即前、后轮的中心距)增大，使得地空两用的旋翼飞行器能够穿过更矮的通道。

步骤三、行走折叠后的地空两用的旋翼飞行器穿过通道；之后，地空两用的旋翼飞行器恢复到步骤一中的状态继续行驶。

爬楼模式下的运行方法具体如下：

步骤一、当在地面上行进的过程中遇到台阶时，地空两用的旋翼飞行器从行走模式切换至爬楼模式。

步骤二、各动力电机208转动，使得地空两用的旋翼飞行器向台阶行驶，左前支臂、右前支臂上靠前的两用螺旋桨207抵住台阶；由于各两用螺旋桨207均在对应动力电机208的驱动下主动旋转，且左前支臂、右前支臂上各自的两个第三关节架呈现被相互锁止在一起且能够绕第二关节架自由转动的状态；故左前支臂、右前支臂上靠前的两用螺旋桨207将沿着台阶向上滚动越过台阶的上边缘，左前支臂、右前支臂上靠后的两用螺旋桨207和左后支臂、右后支臂上的两用螺旋桨207起到支撑机架的作用。由此，本发明处爬楼模式时能够在单级高度不超过极限值的台阶上持续向上行驶。

Claims (10)

1.一种具备爬楼功能的路空两用无人机，包括机体、变形支臂、控制器和无线模块；所述的变形支臂包括第一关节架、第二关节架、第一变形驱动组件、第三关节架和第二变形驱动组件；两个第三关节架的外端均设置有一个行进动力组件；行进动力组件包括动力电机和两用螺旋桨；动力电机固定在对应第三关节架的外端；两用螺旋桨与动力电机的输出轴固定；两用螺旋桨的边缘处固定有轮环；其特征在于：所述的机体包括中心电机、机架、主齿轮、副齿轮和变向齿轮；主齿轮、四个第二副齿轮和两个变向齿轮均支承在机架上；主齿轮位于机架的中心位置；四个副齿轮的轴线沿着主齿轮轴线的周向均布；其中两个不相邻的副齿轮均与主齿轮啮合；另两个副齿轮均与主齿轮在高度方向上错开；两个变向齿轮均与主齿轮啮合，且与错开主齿轮的两个副齿轮分别啮合；四根变形支臂的内端与四个副齿轮分别连接；

所述的变形支臂还包括锁止组件和行进动力组件；第一关节架的内端与对应的副齿轮固定；第二关节架的内端与第一关节架构成第一转动副；第一转动副的公共轴线水平设置；第二关节架由第一变形驱动组件驱动；所述第二关节架的外端与两个第三关节架的内端同轴铰接，构成第二转动副；第二转动副的公共轴线与第一转动副的公共轴线相互垂直；两个第三关节架由第二变形驱动组件分别驱动；

所述的锁止组件包括第一锁位盘、第二锁位盘、第三锁位盘、第一电动推杆和第二电动推杆；第一锁位盘、第二锁位盘、第三锁位盘与两个第三关节架的内端、第二关节架的外端分别固定；第一锁位盘、第二锁位盘、第三锁位盘的中心轴线均与第二转动副的公共轴线重合；第二锁位盘位于第一锁位盘与第三锁位盘之间；第一锁位盘及第三锁位盘上均开设有沿自身中心轴线周向均布的多个锁位通孔；第二锁位盘上安装有第一电动推杆和第二电动推杆；第一电动推杆、第二电动推杆的推出杆分别朝向第一锁位盘、第三锁位盘，且位置与第一锁位盘、第三锁位盘上的锁位通孔分别对应。

2.根据权利要求1所述的一种具备爬楼功能的路空两用无人机，其特征在于：所述的锁止组件具有三个工作状态；第一个工作状态下，第一电动推杆和第二电动推杆均缩回，两个第三关节架分别受对应的第二变形驱动组件驱动进行自由转动；第二个工作状态下，第一电动推杆推出，两个第三关节架被锁止在一起，且能够相对于第二关节架转动；第三个工作状态下，第一电动推杆及第二电动推杆均推出，第二关节架及两个第三关节架被锁止在一起。

3.根据权利要求1所述的一种具备爬楼功能的路空两用无人机，其特征在于：所述第一锁位盘及第三锁位盘上的各锁位通孔朝向第二锁位盘的一端均设置有倒角。

4.根据权利要求1所述的一种具备爬楼功能的路空两用无人机，其特征在于：所述的机体还包括第一磁粉离合器；四个第一磁粉离合器的外壳均与机架固定，转轴与四个副齿轮分别固定。

5.根据权利要求1所述的一种具备爬楼功能的路空两用无人机，其特征在于：所述的变形支臂还包括第二磁粉离合器；第二磁粉离合器的外壳与第一关节架固定，转轴与第二关节架。

6.根据权利要求1所述的一种具备爬楼功能的路空两用无人机，其特征在于：所述的第一变形驱动组件包括第一锥齿轮和第一电机；两个第一锥齿轮与第一关节架的外端、第二关节架的内端分别固定；两个第一锥齿轮啮合；第一电机固定在第一关节架上，且输出轴与第一关节架上的第一锥齿轮固定。

7.根据权利要求1所述的一种具备爬楼功能的路空两用无人机，其特征在于：在一根变形支臂中，所述的第二变形驱动组件共有两个；两个第二变形驱动组件与两个第三关节架分别对应；第二变形驱动组件包括第二电机和两个第二锥齿轮；两个第二锥齿轮与第二关节架、对应的第三关节架分别固定；两个第二锥齿轮啮合；第二电机与第二关节架固定；第二电机与第二关节架上的第二锥齿轮固定。

8.根据权利要求1所述的一种具备爬楼功能的路空两用无人机，其特征在于：所述控制器采用型号为arduino2560的微控制板。

9.根据权利要求1所述的一种具备爬楼功能的路空两用无人机，其特征在于：具有三种工作模式，分别为包括行走模式、飞行模式和爬楼模式；将四根变形支臂沿着机架的周向依次定义为左前支臂、右前支臂、右后支臂、左后支臂；

地空两用的旋翼飞行器在飞行模式下，第二关节架翻转至水平状态，使得各两用螺旋桨的轴线均竖直设置；各第一电动推杆及第二电动推杆均推出，使得两个第三关节架被锁止在第二关节架上；需要在空中变形时解除锁止，变形完成后重新锁止；

地空两用的旋翼飞行器在行走模式下，第一转动副的公共轴线均沿着行进方向设置；各第二关节架向下翻转至竖直状态，使得各两用螺旋桨的轴线均水平设置，且垂直于行进方向；此时八个两用螺旋桨均与地面接触，各行进电机转动即可驱动机架在地面上行进；

地空两用的旋翼飞行器在爬楼模式下，各第一关节架及第二关节架的状态与行走模式相同；左前支臂、右前支臂内的两根第三关节架各自成θ角；60°≤θ≤90°；左前支臂、右前支臂内第一电动推杆推出，第二电动推杆缩回，第二电机断电解除自锁，使得左前支臂及右前支臂上均形成能够自由摆动的V形轮架；左后支臂及右后支臂中的两根第三关节架均向远离左前支臂及右前支臂的一侧转动，使得左后支臂及右后支臂内的第三支架与竖直方向呈0.5θ角。

10.如权利要求1所述的一种具备爬楼功能的路空两用无人机的运行方法，其特征在于：包括飞行模式下的运行方法、行走模式下的运行方法和爬楼模式下的运行方法

飞行模式下的运行方法具体如下：

步骤一、地空两用的旋翼飞行器切换至飞行模式，四根变形支臂伸直，且四根变形支臂上的两用螺旋桨排列成一个正方形；第一电动推杆及第二电动推杆均推出，使得两个第三关节架被锁止在第二关节架上；之后，八个动力电机转动，使得飞行器起飞；

步骤二、当地空两用的旋翼飞行器在空中需要穿过一个通道时，地空两用的旋翼飞行器进行飞行折叠，以避免在穿过时发生碰撞；飞行折叠过程如下：

首先解除对各第一关节架及第三关节架的锁止；然后，中心电机转动，驱动四根变形支臂内的第一关节架转动45°，使得四根第一关节架的轴线均垂直于行进方向；同时，四根变形支臂内的各第二电机转动，驱动各第三关节架转动90°，使得各第三关节架的轴线均平行于行进方向，地空两用的旋翼飞行器的宽度减小；

步骤三、飞行折叠后的地空两用的旋翼飞行器穿过通道；之后，地空两用的旋翼飞行器恢复到步骤一中的状态继续飞行；

行走模式下的运行方法具体如下：

步骤一、地空两用的旋翼飞行器在地面上切换至行走模式；之后，八个动力电机转动，使得地空两用的旋翼飞行器在地面上行驶；

步骤二、当地空两用的旋翼飞行器在地面需要穿过一个高度小于地空两用的旋翼飞行器行走模式下高度的通道时，地空两用的旋翼飞行器进行行走折叠，以避免在穿过时发生碰撞；行走折叠过程如下：

首先解除对各第三关节架的锁止；四根变形支臂内的各第二电机转动，驱动各第三关节架转动90°，使得各第三关节架的轴线均翻转至水平的状态，且相互靠近的两根第二关节架上对应的两用螺旋桨相互远离，此时，各变形支臂均呈L形，地空两用的旋翼飞行器的高度降低，轴距增大，使得地空两用的旋翼飞行器能够穿过更矮的通道；

步骤三、行走折叠后的地空两用的旋翼飞行器穿过通道；之后，地空两用的旋翼飞行器恢复到步骤一中的状态继续行驶；

爬楼模式下的运行方法具体如下：

步骤一、当在地面上行进的过程中遇到台阶时，地空两用的旋翼飞行器从行走模式切换至爬楼模式；

步骤二、各动力电机转动，使得地空两用的旋翼飞行器向台阶行驶，左前支臂、右前支臂上靠前的两用螺旋桨抵住台阶；各两用螺旋桨均在对应动力电机的驱动下主动旋转，左前支臂、右前支臂上各自的两个第三关节架呈现被相互锁止在一起且能够绕第二关节架自由转动的状态；左前支臂、右前支臂上靠前的两用螺旋桨将沿着台阶向上滚动越过台阶的上边缘，左前支臂、右前支臂上靠后的两用螺旋桨和左后支臂、右后支臂上的两用螺旋桨起到支撑机架的作用，由此实现爬楼。

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