CN111959742A - 一种车轮与涵道共用的陆空无人车 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车轮与涵道共用的陆空无人车，包括：机体、涵道风扇、电机A、折叠装置、机架、电机B、齿轮和起落架；机体左右对称，其上端周向设四个机架，前后两个机架分别关于机体左右对称；每个机架朝外的端部通过折叠装置连接涵道风扇；每个折叠装置通过设置在机架上的舵机A驱动涵道风扇在水平和竖直状态之间转换；每个涵道风扇中的风扇通过电机A驱动；每个涵道风扇的涵道能够在电机B的驱动下独立转动，当涵道风扇处于竖直时，四个涵道风扇的涵道能同时触地；起落架中设舵机B，舵机B驱动起落架，起落架一端设在机体内部，另一端能穿过机体底部设置的通孔伸缩；机体内部设控制模块，控制电机A和电机B转动以及舵机A和舵机B作动。

Description

一种车轮与涵道共用的陆空无人车
技术领域
本发明涉及侦查与救援技术领域，具体涉及一种车轮与涵道共用的陆空无人车。
背景技术
在现有技术中，室内侦查与救援时，采用四轴飞行器存在着噪音大、易受气流干扰以及运动控制精度低等缺点，很大程度限制了四轴飞行器的应用；而在室外大范围机动中，无人车辆的速度与越障能力较差。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种车轮与涵道共用的陆空无人车，能够在行走模式和飞行模式之间自由切换。
本发明的技术方案为：一种车轮与涵道共用的陆空无人车，包括：机体、涵道风扇、电机A、折叠装置、机架、电机B、齿轮和起落架；
所述机体的前端为椭圆流线形；所述机体为左右对称的壳体结构，其上端周向设置四个机架，其中，前端两个和后端两个机架分别关于机体左右对称；每个所述机架朝外的端部通过折叠装置连接一个涵道风扇；每个所述折叠装置通过设置在机架上的舵机A驱动涵道风扇在水平状态和竖直状态之间转换；每个所述涵道风扇包括：风扇和涵道，其中，涵道包括：涵道外圈、与涵道外圈同轴的外齿柱、支撑于外齿柱和涵道外圈之间的十字架，涵道和风扇分别固定于折叠装置上设置的圆柱形凸台上；风扇通过电机A驱动，外齿柱与齿轮啮合，齿轮通过电机B驱动，从而带动涵道转动；当涵道风扇处于竖直状态时，四个涵道风扇的涵道能够同时触地，作为车轮；
所述起落架中设有舵机B，所述舵机B用于驱动起落架8动作，所述起落架一端设置在所述机体内部，另一端能够穿过机体底部设置的通孔实现伸缩；
所述机体内部设置控制模块，用于控制电机A和电机B转动以及舵机A和舵机B作动。
优选地，所述控制模块包括：电池以及与电池相连的接收机、行走控制器和飞控，所述接收机分别与地面站、行走控制器和飞控相连，用于接收地面站发出的飞行姿态指令并发送给飞控或行走控制器；所述飞控将接收的指令解算为四个电机A的转速信息；所述行走控制器将接收的指令解算为四个电机B的转速信息；所述电池为接收机、行走控制器和飞控供电。
优选地，所述控制模块还包括：电调A，所述电池为电调A供电，所述电调A能够在飞控的控制下调节四个电机A的转速。
优选地，所述控制模块还包括：电调B，所述电池为电调B供电，所述电调B能够在行走控制器的控制下调节四个电机B的转速。
优选地，所述行走控制器和飞控位于机体内部的上方，所述电池位于机体内部下方。
优选地，所述机体的底部设置检修窗口。
优选地，每个所述涵道风扇的外周安装一圈橡胶。
有益效果：
(1)本发明的车轮与涵道共用的陆空无人车，能够在行走模式和飞行模式之间自由切换，室内侦查与救援时使用行走模式，室外机动时使用飞行模式，进而同时具有室内运动控制精确、噪音低且不易受气流干扰以及室外机动范围广、不受地形限制且机动速度快的优点，为室内外使用提供强有力的工具。
(2)本发明的车轮与涵道共用的陆空无人车的控制模块中的接收机与行走控制以及接收机与飞控能够准确配合，进而有利于分别对行走模式和飞行模式下的车轮与涵道共用的陆空无人车进行准确控制。
(3)本发明的车轮与涵道共用的陆空无人车的控制模块中设置的电调A能够精确调节四个电机A的转速，有利于进一步精确控制飞行模式下的车轮与涵道共用的陆空无人车。
(4)本发明的车轮与涵道共用的陆空无人车的控制模块中设置的电调B能够精确调节四个电机B的转速，有利于进一步精确控制行走模式下的车轮与涵道共用的陆空无人车。
(5)本发明将重量较小的行走控制器和飞控设置于机体内部的上方，将重量较大的电池位于机体内部下方，有利于降低该车轮与涵道共用的陆空无人车的重心，从而有利于行走模式下维持稳定。
(6)本发明中的涵道风扇外周安装一圈橡胶，用于涵道风扇作为车轮使用时，对车轮起缓冲作用，并保证车轮和路面之间有良好的附着性。
附图说明
图1为本发明的车轮与涵道共用的陆空无人车的飞行模式示意图。
图2为本发明的车轮与涵道共用的陆空无人车的飞行模式向行走模式转换的一个状态的侧视图。
图3为本发明的车轮与涵道共用的陆空无人车的飞行模式向行走模式转换的另一个状态示意图。
图4为本发明的车轮与涵道共用的陆空无人车的行走模式示意图。
其中，1-机体，2-涵道风扇，3-电机A，4-折叠装置，5-机架，6-电机B，7-齿轮，8-起落架。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
实施例1：
本实施例提供了一种车轮与涵道共用的陆空无人车，能够在行走模式和飞行模式之间自由切换。
如图1-4所示，该车轮与涵道共用的陆空无人车包括：机体1、涵道风扇2、电机A3、折叠装置4、机架5、电机B6、齿轮7和起落架8。
该车轮与涵道共用的陆空无人车的连接关系为：机体1的前端为椭圆流线形，能够显著降低气流干扰；令机体1前后方向为纵向，左右方向为横向，上下方向为垂向；机体1为左右对称的壳体结构，其垂向上端周向设置四个与机体1一体成型的机架5，其中，前端两个机架5关于机体1的纵轴线对称且向前倾斜，后端两个机架5关于机体1的纵轴线对称且向后倾斜；每个机架5朝外的端部通过折叠装置4连接一个涵道风扇2，折叠装置4自身可折叠，其通过设置在机架5上的舵机A驱动涵道风扇2在水平状态和竖直状态之间自由转换(水平状态和竖直状态均是相对机体1的顶面所在平面而言)；当涵道风扇2处于水平状态时，该车轮与涵道共用的陆空无人车处于飞行模式，当涵道风扇2处于竖直状态时，该车轮与涵道共用的陆空无人车处于行走模式；每个涵道风扇2中的风扇通过电机A3驱动其转动；每个涵道风扇2的涵道外周安装有一圈橡胶，当涵道风扇2处于水平状态时，涵道风扇2为该陆空无人车提供升力，当涵道风扇2处于竖直状态时，四个涵道风扇2的涵道能够同时触地，作为四个车轮使用；其中，每个涵道风扇2包括：涵道和风扇；涵道包括：涵道外圈、十字架、外齿柱，十字架支撑在涵道外圈内部，外齿柱同轴设置在涵道外圈中心；每个涵道风扇2的涵道通过外齿柱与折叠装置4上设置的圆柱形凸台连接，风扇及驱动其旋转的电机A3安装在圆柱形凸台的中心，每个涵道风扇2中心的外齿柱分别与一个齿轮7啮合，每个齿轮7通过电机B6驱动，从而带动涵道转动；电机A和电机B均采用无刷电机，无刷电机具有无电刷、低干扰、噪音低、运转顺畅、寿命长、维护成本低等优点；
机体1内部设置控制模块，控制模块用于为该车轮与涵道共用的陆空无人车提供控制和供能作用；控制模块包括：电池以及与电池相连的接收机、行走控制器、飞控(飞行控制器)、电调A和电调B(均为电子调速器)，接收机分别与地面站、行走控制器和飞控相连，飞行模式下，接收机用于接收地面站发出的飞行姿态指令并且发送给飞控，飞控能够将接收的指令解算为四个电机A3的转速信息，电调A能够在飞控的控制下调节四个电机A3的转速；行走模式下，接收机用于接收地面站发出的行走姿态指令并且发送给行走控制器，行走控制器能够将接收的指令解算为四个电机B6的转速信息，电调B能够在行走控制器的控制下调节四个电机B6的转速；电池为接收机、行走控制器、飞控、电调A和电调B供电；
起落架8中设有舵机B，舵机B用于驱动起落架8动作，机体1的底部开设通孔，起落架8一端设置在机体1的内部，另一端能够从机体1底部的通孔伸出或缩回机体1，当其伸出机体1时，起落架8用于将机体1支撑于地面上；
其中，舵机A和舵机B均与接收机相连，接收机能够控制舵机A和舵机B进行作动，从而控制折叠装置4和起落架8动作。
该车轮与涵道共用的陆空无人车的工作原理：当室内侦查与救援时，因为需要降低噪音并且规避气流扰动的影响，将该车轮与涵道共用的陆空无人车切换到行走模式，具体步骤：将起落架8从机体1的底部打开并支撑在地面上，然后控制涵道风扇2在折叠装置4的作用下旋转至竖直状态，使涵道风扇2的涵道触地，再将起落架8收起，通过控制模块控制该车轮与涵道共用的陆空无人车在地面上行驶；当室外机动时，将起落架8从机体1的底部打开并支撑在地面上，然后控制涵道风扇2在折叠装置4的作用下旋转至水平状态，再将起落架8收起，通过控制模块控制该车轮与涵道共用的陆空无人车在空中飞行。
实施例2：
在实施例1的基础上，飞控和行走控制器位于机体1内部的上方，电池位于机体1内部下方，有利于降低该车轮与涵道共用的陆空无人车的重心。
实施例3：
在实施例1或2的基础上，机体1的底部设有检修窗口，便于检修控制模块以及更换电池。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种车轮与涵道共用的陆空无人车，其特征在于，包括：机体(1)、涵道风扇(2)、电机A(3)、折叠装置(4)、机架(5)、电机B(6)、齿轮(7)和起落架(8)；
所述机体(1)的前端为椭圆流线形；所述机体(1)为左右对称的壳体结构，其上端周向设置四个机架(5)，其中，前端两个和后端两个机架(5)分别关于机体(1)左右对称；每个所述机架(5)朝外的端部通过折叠装置(4)连接一个涵道风扇(2)；每个所述折叠装置(4)通过设置在机架(5)上的舵机A驱动涵道风扇(2)在水平状态和竖直状态之间转换；每个所述涵道风扇(2)包括：风扇和涵道，其中，涵道包括：涵道外圈、与涵道外圈同轴的外齿柱、支撑于外齿柱和涵道外圈之间的十字架，涵道和风扇分别固定于折叠装置(4)上设置的圆柱形凸台上；风扇通过电机A(3)驱动，外齿柱与齿轮(7)啮合，齿轮(7)通过电机B(6)驱动，从而带动涵道转动；当涵道风扇(2)处于竖直状态时，四个涵道风扇(2)的涵道能够同时触地，作为车轮；
所述起落架(8)中设有舵机B，所述舵机B用于驱动起落架(8)动作，所述起落架(8)一端设置在所述机体(1)内部，另一端能够穿过机体(1)底部设置的通孔实现伸缩；
所述机体(1)内部设置控制模块，用于控制电机A(3)和电机B(6)转动以及舵机A和舵机B作动。
2.如权利要求1所述的车轮与涵道共用的陆空无人车，其特征在于，所述控制模块包括：电池以及与电池相连的接收机、行走控制器和飞控，所述接收机分别与地面站、行走控制器和飞控相连，用于接收地面站发出的飞行姿态指令并发送给飞控或行走控制器；所述飞控将接收的指令解算为四个电机A(3)的转速信息；所述行走控制器将接收的指令解算为四个电机B(6)的转速信息；所述电池为接收机、行走控制器和飞控供电。
3.如权利要求2所述的车轮与涵道共用的陆空无人车，其特征在于，所述控制模块还包括：电调A，所述电池为电调A供电，所述电调A能够在飞控的控制下调节四个电机A(3)的转速。
4.如权利要求2所述的车轮与涵道共用的陆空无人车，其特征在于，所述控制模块还包括：电调B，所述电池为电调B供电，所述电调B能够在行走控制器的控制下调节四个电机B(6)的转速。
5.如权利要求2所述的车轮与涵道共用的陆空无人车，其特征在于，所述行走控制器和飞控位于机体(1)内部的上方，所述电池位于机体(1)内部下方。
6.如权利要求1所述的车轮与涵道共用的陆空无人车，其特征在于，所述机体(1)的底部设置检修窗口。
7.如权利要求1所述的车轮与涵道共用的陆空无人车，其特征在于，每个所述涵道风扇(2)的外周安装一圈橡胶。
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