CN110978921A - 陆地全地形涵道跨域机器人及其跨域方法 - Google Patents

陆地全地形涵道跨域机器人及其跨域方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110978921A
CN110978921A CN201911332278.8A CN201911332278A CN110978921A CN 110978921 A CN110978921 A CN 110978921A CN 201911332278 A CN201911332278 A CN 201911332278A CN 110978921 A CN110978921 A CN 110978921A
Authority
CN
China
Prior art keywords
leg
steering engine
ducted
air guide
mechanical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201911332278.8A
Other languages
English (en)
Inventor
刘国松
李明达
王毅
王泽宇
李长雨
刘鸿涛
姜义
门玉琢
冀秉魁
杨晓萍
钟月曦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Changchun Institute of Applied Chemistry of CAS
Changchun Institute Technology
Original Assignee
Changchun Institute of Applied Chemistry of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Changchun Institute of Applied Chemistry of CAS filed Critical Changchun Institute of Applied Chemistry of CAS
Priority to CN201911332278.8A priority Critical patent/CN110978921A/zh
Publication of CN110978921A publication Critical patent/CN110978921A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60F—VEHICLES FOR USE BOTH ON RAIL AND ON ROAD; AMPHIBIOUS OR LIKE VEHICLES; CONVERTIBLE VEHICLES
    • B60F5/00—Other convertible vehicles, i.e. vehicles capable of travelling in or on different media
    • B60F5/02—Other convertible vehicles, i.e. vehicles capable of travelling in or on different media convertible into aircraft
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J11/00—Manipulators 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Toys (AREA)

Abstract

一种陆地全地形涵道跨域机器人及其跨域方法，包括控制系统、电源、飞行装置、风导机构、机械腿，其中机械腿均匀分布在飞行装置四周。控制系统控制飞行装置、风导机构和机械腿动作，电源为控制系统、飞行装置、风导机构和机械腿的动力供电。风导机构对涵道风扇的输出气流进行导向实现对机器人的飞行控制。通过机械腿上两个舵机运动实现陆地运行及简单越障功能。通过电机上两个桨叶相对运动实现飞行装置升空以实现复杂地形越障功能。本发明具有可实现陆空两种空间域中跨域运行，满足往复跨越的特点，提高可执行能力，实现中远距离复杂路面侦察和物资快速投递或运输的相关任务。

Description

陆地全地形涵道跨域机器人及其跨域方法
技术领域
本发明属于陆地跨域机器人技术领域，特别涉及一种陆地全地形涵道跨域机器人及其跨域方法。
背景技术
目前的陆地机器人与空中机器人技术均已成熟，但是跨域机器人仍是设计的难点，主要体现在：
1、跨域过程难度较大，陆地起飞过程容易实现，但是着陆过程受力复杂，极易坠机；
2、对于飞行功能，附加陆地行走功能，额外增加了行走机构，重量增加，飞行难度增加；
3、对于行走功能，飞行器动力控制相对复杂，行走机构布局困难，实现全地形运动困难。
发明内容
针对上述问题，本发明目的在于提供一种陆地全地形涵道跨域机器人及其跨域方法，是一种具备短程空中飞行、崎岖路面越障以及陆地/空中越障能力的的新概念混合型机器人，兼具多足机器人高越障能力和无人机空中高速远程机动等特点，可执行中远距离复杂路面侦察和物资快速投递或运输任务，从而提高复杂路面物资输送及陆地军事侦察等技术水平。
本发明之一种陆地全地形涵道跨域机器人，包括控制系统、电源、飞行装置、风导机构、机械腿，其中机械腿均匀分布在飞行装置四周。控制系统控制飞行装置、风导机构和机械腿动作，电源为控制系统、飞行装置、风导机构和机械腿的动力供电。
所述控制系统控制系统包括控制板外壳和放置平台。
所述电源电源包括放置平台、电池和电池固限位柱。
所述的机械腿为连杆结构，包括舵机固定座、腿部舵机、腿部连接杆、腿部传动杆、腿部关节、弹簧、足、限位开关；腿部连接杆与腿部传动杆的一端铰接在舵机固定座上，腿部连接杆与腿部传动杆的另一端铰接在腿部关节上，腿部舵机安装在舵机固定座上，腿部关节的底部通过弹簧与足连接，足的底部安装有限位开关。通过舵机带动腿部传动杆转动以实现足上升下降以实现行走的功能。
所述的飞行装置为涵道风扇结构，包括电机固定座、电机、涵道固定架、涵道壳体、舵机固定座和涵道壳体连接块；涵道固定架、涵道壳体、舵机固定座和涵道壳体连接块均连接在涵道壳体上，飞行装置上下对称布置两个带有双叶片的电机，涵道壳体与电机通过涵道固定架与电机固定座连接；机械腿Ⅴ通过舵机固定座与飞行装置连接。通过两个电机带动桨叶对置旋转产生升力使机器人能够升空飞行。
所述的风导机构包括涵道风导舵机连接块、导风板、风导舵机，涵道风导舵机连接块连接在涵道壳体上；风导舵机安装在涵道风导舵机连接块下部，导风板与风导舵机连接，在飞行装置运行升空后，通过风导舵机带动导风板转动，以对涵道风扇的输出气流进行导向从而实现对机器人的飞行控制。
通过机械腿上两个舵机运动实现陆地运行及简单越障功能。
通过电机上两个桨叶相对运动实现飞行装置升空以实现复杂地形越障功能。
本发明之一种陆地全地形涵道跨域机器人的跨域方法，机械腿运动分两部分，足的抬起与下落和机械腿的摆动，其足的抬起与下落由腿部舵机带动腿部传动杆实现，腿部舵机的运动幅度为从腿部传动杆竖直向下至台到最高100°。其机械腿的摆动由腿部舵机带动舵机固定座实现，腿部舵机的运动范围为从机械部分限制的右极限到机械部分限制的左极限90°。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明可实现陆地和空中两种运行状态，集成了陆地多足机器人技术与无人机技术的双重特性，可通过飞行快速跨越难跨越障碍。
2、本发明通过采用对置式电机组成涵道风扇形式，降低了系统复杂度。
3、本发明以涵道风扇及风导机构实现空中飞行，能够实现空中悬停、快速变换飞行方向、空中大机动等功能。
4、本发明的机械腿以简单连杆机构实现陆地行走，越障功能强、稳定性好、易于维修、降低了系统复杂度。
5、本发明的足式行进方式适用于坑洼、沙石、沙土、砾石、岩石等小坡度复杂路面的使用，其涵道行进方式适用于大于15°的坡、壕沟、深谷、河流、雷区以及其他高难度跨越地形的跨越。
附图说明
图1为本发明的陆地运行状态下的立体图。
图2为本发明的机械腿立体示意图。
图3为本发明的机械腿内部结构示意图。
图4为本发明的立体示意图。
其中：Ⅰ为控制系统，Ⅱ为电源，Ⅲ为飞行装置，Ⅳ为风导机构，Ⅴ为机械腿，1为舵机固定座，2为腿部舵机，3为腿部连接杆，4为腿部传动杆，5为腿部关节，6为弹簧，7为足，8为限位开关，9为控制板外壳，10为放置平台，11为电池，12为电池限位柱，13为电机固定座，14为电机，15为涵道固定架，16为涵道风扇壳体，17为舵机固定座，18为涵道壳体连接块，19为涵道风导舵机连接块，20为导风板，21为风导舵机。
具体实施方式
如图1所示，一种陆地全地形涵道跨域机器人，包括控制系统Ⅰ、电源Ⅱ、飞行装置Ⅲ、风导机构Ⅳ、机械腿Ⅴ，其中机械腿Ⅴ均匀分布在飞行装置四周。控制系统Ⅰ控制飞行装置Ⅲ、风导机构Ⅳ和机械腿Ⅴ动作，电源Ⅱ为控制系统Ⅰ、飞行装置Ⅲ、风导机构Ⅳ和机械腿Ⅴ的动力供电。
所述控制系统控制系统Ⅰ包括控制板外壳9和放置平台10。
所述电源电源Ⅱ包括放置平台10、电池11和电池固限位柱12。
如图2和图3所示，所述的机械腿Ⅴ为连杆结构，包括舵机固定座1、腿部舵机2、腿部连接杆3、腿部传动杆4、腿部关节5、弹簧6、足7、限位开关8；腿部连接杆3与腿部传动杆4的一端铰接在舵机固定座1上，腿部连接杆3与腿部传动杆4的另一端铰接在腿部关节5上，腿部舵机2安装在舵机固定座1上，腿部关节5的底部通过弹簧6与足7连接，足7的底部安装有限位开关8。通过舵机2带动腿部传动杆4转动以实现足7上升下降以实现行走的功能。
如图4所示，所述的飞行装置Ⅲ为涵道风扇结构，包括电机固定座13、电机14、涵道固定架15、涵道壳体16、舵机固定座17和涵道壳体连接块18；涵道固定架15、涵道壳体16、舵机固定座17和涵道壳体连接块18均连接在涵道壳体16上，飞行装置Ⅲ上下对称布置两个带有双叶片的电机14，涵道壳体16与电机14通过涵道固定架15与电机固定座13连接；机械腿Ⅴ通过舵机固定座17与飞行装置Ⅲ连接。通过两个电机14带动桨叶对置旋转产生升力使机器人能够升空飞行。
如图4所示，所述的风导机构Ⅳ包括涵道风导舵机连接块19、导风板20、风导舵机21，涵道风导舵机连接块19连接在涵道壳体16上；风导舵机21安装在涵道风导舵机连接块19下部，导风板20与风导舵机21连接，在飞行装置Ⅲ运行升空后，通过风导舵机21带动导风板20转动，以对涵道风扇的输出气流进行导向从而实现对机器人的飞行控制。
一种陆地全地形涵道跨域机器人的跨域方法，机械腿Ⅴ运动分两部分，足7的抬起与下落和机械腿Ⅴ的摆动，其足7的抬起与下落由腿部舵机2带动腿部传动杆4实现，腿部舵机2的运动幅度为从腿部传动杆4竖直向下至台到最高100°。其机械腿Ⅴ的摆动由腿部舵机2带动舵机固定座1实现，腿部舵机2的运动范围为从机械部分限制的右极限到机械部分限制的左极限90°。其足式行进方式适用于坑洼、沙石、沙土、砾石、岩石等小坡度复杂路面的使用，其涵道行进方式适用于大于15°的坡、壕沟、深谷、河流、雷区以及其他高难度跨越地形的跨越。

Claims (4)

1.一种陆地全地形涵道跨域机器人，其特征在于：包括控制系统(Ⅰ)、电源(Ⅱ)、飞行装置(Ⅲ)、风导机构(Ⅳ)、机械腿(Ⅴ)，其中机械腿(Ⅴ)均匀分布在飞行装置(Ⅲ)四周；控制系统(Ⅰ)控制飞行装置(Ⅲ)、风导机构(Ⅳ)和机械腿(Ⅴ)动作，电源(Ⅱ)为控制系统(Ⅰ)、飞行装置(Ⅲ)、风导机构(Ⅳ)和机械腿(Ⅴ)的动力供电；
所述的机械腿(Ⅴ)为连杆结构，包括舵机固定座(1)、腿部舵机(2)、腿部连接杆(3)、腿部传动杆(4)、腿部关节(5)、弹簧(6)、足(7)、限位开关(8)；腿部连接杆(3)与腿部传动杆(4)的一端铰接在舵机固定座(1)上，腿部连接杆(3)与腿部传动杆(4)的另一端铰接在腿部关节(5)上，腿部舵机(2)安装在舵机固定座(1)上，腿部关节(5)的底部通过弹簧(6)与足(7)连接，足(7)的底部安装有限位开关(8)；通过舵机(2)带动腿部传动杆(4)转动以实现足(7)上升下降以实现行走的功能；
所述的飞行装置(Ⅲ)为涵道风扇结构，包括电机固定座(13)、电机(14)、涵道固定架(15)、涵道壳体(16)、舵机固定座(1)和涵道壳体连接块(18)；涵道固定架(15)、涵道壳体(16)、舵机固定座(1)和涵道壳体连接块(18)均连接在涵道壳体(16)上，飞行装置(Ⅲ)上下对称布置两个带有双叶片的电机(14)，涵道壳体(16)与电机(14)通过涵道固定架(15)与电机固定座(13)连接；机械腿(Ⅴ)通过舵机固定座(1)与飞行装置(Ⅲ)连接。通过两个电机(14)带动桨叶对置旋转产生升力使机器人能够升空飞行；
所述的风导机构(Ⅳ)包括涵道风导舵机连接块(19)、导风板(20)、风导舵机(21)，涵道风导舵机连接块(19)连接在涵道壳体(16)上；风导舵机(21)安装在涵道风导舵机连接块(19)下部，导风板(20)与风导舵机(21)连接，在飞行装置(Ⅲ)运行升空后，通过风导舵机(21)带动导风板(20)转动，以对涵道风扇的输出气流进行导向从而实现对机器人的飞行控制。
2.根据权利要求1所述的一种陆地全地形涵道跨域机器人，其特征在于：所述控制系统控制系统(Ⅰ)包括控制板外壳(9)和放置平台(10)。
3.根据权利要求1所述的一种陆地全地形涵道跨域机器人，其特征在于：所述电源电源(Ⅱ)包括放置平台(10)、电池(11)和电池固限位柱(12)。
4.权利要求1所述一种陆地全地形涵道跨域机器人的跨域方法，其特征在于：机械腿(Ⅴ)运动分两部分，足(7)的抬起与下落和机械腿(Ⅴ)的摆动，其足(7)的抬起与下落由腿部舵机(2)带动腿部传动杆(4)实现，腿部舵机(2)的运动幅度为从腿部传动杆(4)竖直向下至台到最高100°；其机械腿(Ⅴ)的摆动由腿部舵机(2)带动舵机固定座(1)实现，腿部舵机(2)的运动范围为从机械部分限制的右极限到机械部分限制的左极限90°。
CN201911332278.8A 2019-12-22 2019-12-22 陆地全地形涵道跨域机器人及其跨域方法 Pending CN110978921A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911332278.8A CN110978921A (zh) 2019-12-22 2019-12-22 陆地全地形涵道跨域机器人及其跨域方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911332278.8A CN110978921A (zh) 2019-12-22 2019-12-22 陆地全地形涵道跨域机器人及其跨域方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110978921A true CN110978921A (zh) 2020-04-10

Family

ID=70074623

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911332278.8A Pending CN110978921A (zh) 2019-12-22 2019-12-22 陆地全地形涵道跨域机器人及其跨域方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110978921A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111915758A (zh) * 2020-07-24 2020-11-10 广东电网有限责任公司广州供电局 巡检装置及巡检方法
CN112277551A (zh) * 2020-10-28 2021-01-29 北京航空航天大学 一种可变结构多模式移动机器人
CN112810392A (zh) * 2021-01-27 2021-05-18 杭州师范大学钱江学院 一种带有可调避震的路空两用飞行器及其运行方法
CN115303378A (zh) * 2022-08-19 2022-11-08 大连海事大学 一种爬壁机器人及船舶检测装置

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020060267A1 (en) * 2000-09-26 2002-05-23 Arie Yavnai Unmanned mobile device
EP2213570A2 (en) * 2009-02-03 2010-08-04 Honeywell International Inc. Transforming unmanned aerial-to-ground vehicle
CN205311255U (zh) * 2015-12-11 2016-06-15 中国南方航空工业(集团)有限公司 双涵道飞行车
US20160311529A1 (en) * 2013-12-18 2016-10-27 Neva Aerospace, Ltd. Modular Electric VTOL Aircraft
CN206503738U (zh) * 2016-12-29 2017-09-19 深圳光启合众科技有限公司 涵道风扇
CN108297638A (zh) * 2018-03-22 2018-07-20 吉林大学 陆空两用仿生六足机器人
CN110281718A (zh) * 2019-06-27 2019-09-27 东莞理工学院 陆空两栖仿生机器人及控制方法
CN211335466U (zh) * 2019-12-22 2020-08-25 长春工程学院 陆地全地形涵道跨域机器人

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020060267A1 (en) * 2000-09-26 2002-05-23 Arie Yavnai Unmanned mobile device
EP2213570A2 (en) * 2009-02-03 2010-08-04 Honeywell International Inc. Transforming unmanned aerial-to-ground vehicle
US20160311529A1 (en) * 2013-12-18 2016-10-27 Neva Aerospace, Ltd. Modular Electric VTOL Aircraft
CN205311255U (zh) * 2015-12-11 2016-06-15 中国南方航空工业(集团)有限公司 双涵道飞行车
CN206503738U (zh) * 2016-12-29 2017-09-19 深圳光启合众科技有限公司 涵道风扇
CN108297638A (zh) * 2018-03-22 2018-07-20 吉林大学 陆空两用仿生六足机器人
CN110281718A (zh) * 2019-06-27 2019-09-27 东莞理工学院 陆空两栖仿生机器人及控制方法
CN211335466U (zh) * 2019-12-22 2020-08-25 长春工程学院 陆地全地形涵道跨域机器人

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111915758A (zh) * 2020-07-24 2020-11-10 广东电网有限责任公司广州供电局 巡检装置及巡检方法
CN112277551A (zh) * 2020-10-28 2021-01-29 北京航空航天大学 一种可变结构多模式移动机器人
CN112277551B (zh) * 2020-10-28 2022-04-15 北京航空航天大学 一种可变结构多模式移动机器人
CN112810392A (zh) * 2021-01-27 2021-05-18 杭州师范大学钱江学院 一种带有可调避震的路空两用飞行器及其运行方法
CN112810392B (zh) * 2021-01-27 2022-05-31 杭州师范大学钱江学院 一种带有可调避震的路空两用飞行器及其运行方法
CN115303378A (zh) * 2022-08-19 2022-11-08 大连海事大学 一种爬壁机器人及船舶检测装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110978921A (zh) 陆地全地形涵道跨域机器人及其跨域方法
WO2022144029A1 (zh) 可移动的设备、控制方法、控制装置、存储介质、移动平台及附件
CN113147294B (zh) 一种陆空两栖自主侦查机器人及工作方法
CN110126562A (zh) 一种空地一体化电动并联式轮足驱动机构
CN108638773B (zh) 一种三旋翼轮式水陆空三栖机器人
CN110588263A (zh) 一种多栖无人移动平台系统及其控制方法
US11820493B2 (en) Landing support assembly for aerial vehicles
CN113276613A (zh) 一种可陆空联调的变构型陆空无人平台
CN211390861U (zh) 陆空两栖飞行器
CN112373594A (zh) 一种轮腿混合驱动式矿用变胞机器人
CN211335466U (zh) 陆地全地形涵道跨域机器人
CN110481667B (zh) 一种履带雪橇复合行走极地机器人
JP5871508B2 (ja) 平行回転翼を利用した流体機械
KR20180134244A (ko) 쿼드콥터 형태의 수직 이착륙 4륜구동 자동차
CN110588622A (zh) 水陆空多用气垫船
CN105398298B (zh) 一种水陆空三用交通工具
CN108706100B (zh) 仿大鸟扑翼飞行器
CN200951768Y (zh) 三栖/双控超轻型多用途直升飞行器
CN118765249A (zh) 可移动的设备、控制方法、控制装置、存储介质及移动平台
WO2020070521A1 (en) Powered transportation device
CN111038193B (zh) 陆轮空浆式两栖飞行器及切换方法
CN213442831U (zh) 一种轮足式移动式机器人的高适应性行走机构
CN110341943B (zh) 一种可在斜面运动的无人飞行器
CN102826136A (zh) 一种带绳式越障机器人
US9108612B2 (en) Hovercraft with multiple, independently-operable lift chambers

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination