CN112061343B - 一种机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机器人，包括有U型救生圈和壳体；壳体内固定连接有飞行部、航行部、驱动组件b、驱动组件a；壳体内转动连接有保持杆；当保持杆由下向上转动时，能够将落水者捞向U型救生圈内；壳体内固定连接有控制模块和电源模块；本发明采用飞行和航行结合的方式能够快速精准的到达落水者身边；保持杆在由下向上的转动过程中，能够主动将落水者捞向U型救生圈内，从而避免了落水者无法主动寻找或抓紧救生圈而错失了救援时机。保持杆在U型救生圈开口处保持相对固定，避免落水者与U型救生圈脱离，防止落水者因体力不支再次落水，面对意识模糊的落水者依然可以起到较佳的救援效果。

Description

一种机器人

技术领域

本发明属于机器人技术领域，具体涉及一种机器人。

背景技术

文献号为CN210882553U的中国专利文献公开了一种能水面航行和空中飞行的救生圈，包括能漂浮的中空壳体、驱动中空壳体在空中飞行的第一动力系统、驱动中空壳体在水面行驶的第二动力系统、设置在中空壳体内的动力锂离子电池、设在中空壳体上用于数据传输的天线、设在壳体上用于搜寻目标的高清摄像头、用于救生圈定位的GPS定位系统和用于执行操控者对救生圈下达的所有控制命令的控制系统。本实用新型将无人机结构与救生圈结构有机结合，使救生圈可以在空中飞行和在水面航行，在操控者的操控下，救生圈可以快速且精准的投放到被施救者身边，达到快速救援的目的。

上述专利虽然可以快速精准的达到落水者身边，但是当落水者由于恐慌或落水时间较长出现意识模糊时，不能主动抓住救生圈或抓住救生圈后不能使头部位于水面以上，都不能有效的对落水者进行施救，上述专利在一定程度上并不能满足实际使用需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的不足，提供一种远程遥控式能够主动救援落水者的并兼具水面航行和空中飞行能力的机器人。

为实现本发明之目的，采用以下技术方案予以实现：一种机器人，包括有U型救生圈和固定连接在所述U型救生圈外侧的壳体；所述壳体内位于所述U型救生圈外侧靠近四角分别固定连接有飞行部；所述壳体内位于所述U型救生圈两直边外侧下端分别固定连接有平行设置的航行部。

所述U型救生圈开口方向为前部；所述壳体内固定连接有两个分别用于驱动位于前部的两个所述飞行部的驱动组件b；所述壳体内固定连接有两个分别用于驱动位于后部的两个所述飞行部的驱动组件a；所述航行部由所述驱动组件a驱动。

当所述驱动组件a仅驱动所述飞行部时，所述U型救生圈能够在空中飞行；当所述驱动组件a仅驱动所述航行部时，所述U型救生圈能够在水面航行。

所述壳体外侧位于所述U型救生圈下方转动连接有两个对称设置的保持杆；所述保持杆由所述驱动组件b驱动；当所述保持杆由下向上转动时，能够将所述U型救生圈开口处前方的落水者捞向所述U型救生圈内；当所述保持杆位于所述U型救生圈开口内时，所述U型救生圈开口封闭。

所述壳体内固定连接有控制模块和电源模块；所述驱动组件a、所述驱动组件b、所述电源模块与所述控制模块电连接。

作为优选方案：所述飞行部包括有转动连接在所述壳体内靠近四角的飞行桨和与所述飞行桨传动连接的飞行轴；所述飞行桨的转动轴沿纵向设置；所述航行部包括有转动连接在所述壳体内的航行桨和与所述航行桨固定连接的航行齿轮。

所述驱动组件a包括有转动连接在所述壳体内能够与所述飞行轴传动连接的离合轴a和固定连接在所述壳体内用于驱动所述离合轴a转动的驱动电机a；所述离合轴a靠近所述驱动电机a的一端成型有能够与所述航行齿轮传动连接的离合齿轮a；所述离合轴a靠近所述飞行轴的一端成型有第二插接柱a；所述飞行轴远离所述飞行桨的一端成型有与所述第二插接柱a滑动连接的第二插接孔。

所述驱动组件a具有第一、第二两个位置状态；当所述离合轴a处于第一位置时，所述离合轴a距离所述驱动电机a最远，所述第二插接柱a与所述第二插接孔传动连接，所述驱动组件a仅驱动所述飞行部。

当所述离合轴a处于第二位置时，所述离合齿轮a与所述航行齿轮传动连接，所述离合轴a仅与所述航行桨传动连接，所述驱动组件a仅驱动所述航行部。

所述驱动电机a与所述控制模块电连接。

作为优选方案：所述壳体内分别滑动连接有能够使所述离合轴a由第一位置运动到第二位置的切换滑块；所述壳体后部转动连接有两个能够与对应的所述切换滑块螺纹连接的螺纹传动环。

所述驱动电机a与所述离合轴a之间固定连接有用于推动所述离合轴a的弹簧。

初始状态下，所述弹簧使得所述离合轴a运动至第一位置，且所述切换滑块位于外侧极限位置。

当所述螺纹传动环正向转动时，所述切换滑块在螺纹导向作用下，运动至内侧极限位置；同时所述离合轴a被所述切换滑块推动至第二位置。

作为优选方案：所述壳体纵向滑动连接有两个分别能够使所述螺纹传动环正向转动的浮力齿圈；所述浮力齿圈与所述螺纹传动环传动连接。

所述浮力齿圈上端中央位置固定连接有能够与位于后部的所述飞行齿轮a传动连接的锥齿轮；所述浮力齿圈内部结构为空腔。

当所述U型救生圈在空中飞行时，所述浮力齿圈由于重力滑动至下端极限位置，所述锥齿轮与位于后部的所述飞行齿轮a不接触。

当所述U型救生圈抵入水面时，所述浮力齿圈由于浮力向上滑动至所述锥齿轮与位于后部的所述飞行齿轮a传动连接，转动的位于后部的所述飞行齿轮a将使得所述螺纹传动环正向转动。

作为优选方案：所述保持杆靠近所述U型救生圈的直边一端成型有转动座；所述壳体前部转动连接有两个与对应的转动座传动连接的齿轮传动环；所述驱动组件b能够驱动所述齿轮传动环转动。

所述驱动组件b包括有转动连接在所述壳体内的离合轴b和固定连接在所述壳体内的用于驱动所述离合轴b的驱动电机b；所述离合轴b靠近所述飞行轴的一端成型有能够与所述第二插接孔传动连接的第二插接柱b；所述离合轴b靠近所述驱动电机b的一端成型有能够驱动所述齿轮传动环的离合齿轮b。

所述驱动组件b具有第三、第四两个位置状态，当所述离合轴b位于第三位置时，所述离合轴b距离所述驱动电机b最远，所述第二插接柱b仅与所述第二插接孔传动连接，所述驱动电机b仅驱动所述飞行桨转动。

当所述离合轴b位于第四位置时，所述离合轴b距离所述驱动电机b最近，所述离合齿轮b仅与所述齿轮传动环传动连接；所述驱动电机b仅驱动所述保持杆转动。

所述壳体内固定连接有用于使所述离合轴b由第三位置运动至第四位置的电动推杆。

所述电动推杆、所述驱动电机b与所述控制模块电连接。

作为优选方案：所述驱动电机a的输出轴上固定连接有第一插接柱a；所述离合轴a靠近所述驱动电机a的一端成型有与所述第一插接柱a始终传动连接的第一插接孔a；所述第一插接柱a滑动连接在所述第一插接孔a内。

所述驱动电机b的输出轴上固定连接有第一插接柱b；所述离合轴b靠近所述驱动电机b的一端成型有与所述第一插接柱b始终传动连接的第一插接孔b；所述第一插接柱b滑动连接在所述第一插接孔b内。

作为优选方案：所述壳体上位于所述U型救生圈的开口内侧设置有感应开关；所述感应开关与所述控制模块电连接。

与现有技术相比较，本发明的有益效果是：初始状态下，切换滑块位于滑动管外侧极限位置；限位条与限位挡块相抵，U型救生圈开口方向无遮挡；第二插接柱a位于第二插接孔内，第二插接柱b位于第二插接孔内，此时驱动电机a与驱动电机b分别能够驱动对应的飞行桨转动；驱动电机b位于本产品前部。

使用本产品时，确认U型救生圈固定牢固，电源模块具备足够电量，握持壳体将本产品放置到水平面上并开机。此时，浮力齿圈由于重力自然下落，限位凸圈与滑动槽内顶端相抵，飞行齿轮a与锥齿轮不啮合，切换齿轮b与切换齿轮a不啮合。操纵遥控器使本产品起飞，控制模块控制驱动电机a、驱动电机b转动。第一插接柱a驱动第一插接孔a使得离合轴a同步转动，第二插接柱a驱动第二插接孔使得飞行轴转动，使得位于后部的飞行齿轮a带动飞行齿轮b转动，进而使得飞行桨转动产生向上的升力。与此同时，第一插接柱b驱动第一插接孔b使得离合轴b同步转动，第二插接柱b驱动第二插接孔使得飞行轴转动，使得位于前部的飞行齿轮a带动飞行齿轮b转动，进而使得飞行桨转动产生向上的升力。四个飞行桨同步转动使得壳体起飞，控制模块根据遥控器发出的操纵指令，调整驱动电机a与驱动电机b的转速进而调整四个飞行桨的转速，使本产品飞向预定救援目的地。此过程与四旋翼飞行器控制方法相同，本发明不做进一步阐述。

到达救援区域上空之后，通过遥控器发出的操纵指令，壳体下降逐步贴近水面，进一步降低飞行桨的转速，使得位于后部的飞行桨容留管抵入水面（此过程可以使本发明下部完全浸入水中，也可以仅使后部浸入水中，此时由于前后的飞行桨具有转速差，本发明将产生向后运动的水平分力，可继续通过遥控器控制壳体继续向落水者靠近）。飞行桨容留管向下浸入水中的过程中，浮力齿圈由于内部为空腔，将在水的浮力作用下相对飞行桨容留管向上滑动，进而使得位于后部的飞行齿轮a与锥齿轮啮合，切换齿轮b与切换齿轮a啮合。接着低速转动的位于后部的飞行齿轮a将通过锥齿轮带动浮力齿圈转动，进而浮力齿圈的切换齿轮b带动螺纹传动环的切换齿轮a，使得螺纹传动环同步转动。切换滑块位于滑动管内，仅能前后滑动，切换滑块的螺纹a将在螺纹传动环的螺纹b的螺纹导向下，使得切换滑块沿滑动管向内侧滑动。切换滑块将推动离合轴a逐步向前端运动，使得第二插接柱a逐步滑出第二插接孔同时弹簧压缩，当第二插接柱a离开第二插接孔时，飞行轴转动停止，此时离合齿轮a与传动齿轮啮合，即驱动电机a与航行轴传动连接，进一步的，为减少两个齿轮发生撞齿的概率，所述离合齿轮a的轮齿朝向所述传动齿轮处成型有导向斜面。此时，前部依然转动着的两个飞行桨产生向上的升力，前部向上微离开水面，可使航行的阻力减小。控制模块将根据遥控器发出的指令，调整驱动电机a的转动速度，使得两个航行轴转速不同，即两端的前进速度不同，从而实现前进方向的调整。通过遥控器继续控制本产品向落水者靠近。

靠近落水者后，通过遥控器发出的操纵指令，使得本产品运动至落水者背部并使得U型救生圈的开口处与落水者正对。当抵近落水者背部时，遥控器控制前端的两个飞行桨反向转动，产生向下的推力，使得本产品前部下压，U型救生圈开口处没入水中，通过遥控器控制壳体向前运动，使U型救生圈两侧端从落水者腋下穿过（仰面或趴在水面的则从头部方向进入，当无法从落水者腋下穿过时，可使U型救生圈2的直边两端穿入至落水者躯干下方）。当感应开关感应落水者已经进入到U型救生圈中时，控制模块控制前端的飞行桨停止转动，接着控制电动推杆拉动离合齿轮b，使得第二插接柱b离开第二插接孔，离合齿轮b与保持齿轮b啮合。

然后控制模块控制驱动电机b转动，离合齿轮b通过保持齿轮b传动，带动保持齿轮a使得转动座转动，进而使得保持杆向上转动至完全遮挡U型救生圈开口处，保持杆的转动轴与水平面成一定夹角，使得保持杆向上转动的过程中能够将U型救生圈开口处前端的落水者捞向U型救生圈内，面对意识模糊的落水者依然可以起到较佳的救援效果，避免了落水者无法主动寻找或抓紧救生圈而错失了救援时机。接着控制模块控制驱动电机b停止转动，驱动电机b将为保持杆提供保持力，使保持杆相对位置固定，使得落水者不会与U型救生圈脱离，从而避免了落水者因体力不支再次落水。

继续通过遥控器控制本产品航向岸边或救援人员附近，救援人员手动关闭本产品，控制模块控制电动推杆推动离合齿轮b，使得第二插接柱b重新进入到第二插接孔内，控制模块控制驱动电机a和驱动电机b停机。反向旋转齿轮传动环至限位条与限位挡块相抵，U型救生圈开口方向无遮挡，取下本产品，对落水者进行施救。接着反向旋转螺纹传动环，使得切换滑块重新运动到外侧极限位置，离合轴a将在弹簧的弹力作用下，复位到原来位置，第二插接柱a进入第二插接孔内。将本产品移至指定放置区，进行充电或更换电池，以备下一次使用。

本发明通过对驱动组件a的设计，使得驱动电机a驱动的第二插接柱a，即能够带动第二插接孔使得飞行轴转动，进而使得飞行桨转动，为本发明飞行提供动力；当切换滑块推动离合轴a运动至离合齿轮a与传动齿轮啮合时，第二插接柱a又能使航行轴转动，进而使得航行桨转动，为本发明航行提供动力。

本发明通过对驱动组件b的设计，使得驱动电机b驱动的第二插接柱b，即能够带动第二插接孔使得飞行轴转动，进而使得飞行桨转动，为本发明飞行提供动力；当电动推杆拉动离合齿轮b，使得第二插接柱b离开第二插接孔，离合齿轮b与保持齿轮b啮合时，第二插接柱b能够通过齿轮传动环的传动使得保持杆向上运动至U型救生圈开口封闭，驱动电机b锁止状态下使保持杆保持固定，使得落水者能够与U型救生圈保持相对固定，从而达到避免落水者溺水的目的。

本发明通过切换部的设计，使得飞行状态下，浮力齿圈由于重力自然下落，位于后部的飞行齿轮a与锥齿轮不啮合，浮力齿圈对飞行不产生影响；当浮力齿圈浸入水面后，浮力齿圈由于浮力相对向上滑动，使得锥齿轮与位于后部的飞行齿轮a啮合，位于后部的飞行齿轮a使得浮力齿圈转动，进而通过切换齿轮b与切换齿轮a的的传动，使得螺纹传动环转动，使得切换滑块在螺纹传动环外壁的螺纹b传动下，向内侧滑动，进而切换至航行状态，使得本发明在靠近水面后，能够在较短时间内自动完成由飞行状态到航行状态的转换，且不需要额外的驱动装置。

本发明采用飞行和航行结合的方式能够快速精准的到达落水者身边，缩短救援时间，更快速的挽救落水者生命；本发明保持杆在由下向上的转动过程中，能够主动将U型救生圈前端的落水者捞向U型救生圈内，从而避免了落水者无法主动寻找或抓紧救生圈而错失了救援时机。本发明中驱动电机b能够使保持杆在U型救生圈开口处保持相对固定，避免落水者与U型救生圈脱离，防止落水者因体力不支再次落水，面对意识模糊的落水者依然可以起到较佳的救援效果。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的剖视结构示意图。

图3是本发明的分解结构示意图。

图4、图5是本发明壳体的结构示意图。

图6是本发明飞行部的结构示意图。

图7是本发明航行部的结构示意图。

图8、图9是本发明驱动组件a的结构示意图。

图10、图11是本发明驱动组件b的结构示意图。

图12是本发明切换部的剖视结构示意图。

图13是本发明保持部的结构示意图。

图14是本发明飞行状态的结构示意图。

图15是本发明航行状态的结构示意图。

图16、图17是本发明救援状态的结构示意图。

10、壳体；101、滑动管；102、航行桨容留管；1021、第一转动卡槽；1022、第二转动卡槽；1023、转动柱；10231、固定部；1024、限位挡块；103、飞行桨容留管；1031、飞行桨防护网；1032、限位凸圈；11、控制模块；12、电源模块；13、传动齿轮；14、导水支撑架；141、转动孔；15、绑带；16、感应开关；2、U型救生圈；3、飞行部；31、转动轴；311、飞行齿轮a；312、第二插接孔；313、限位环；32、飞行桨；321、飞行齿轮b；4、航行部；41、航行轴；42、航行齿轮；43、航行桨；5、驱动组件a；51、驱动电机a；511、第一插接柱a；52、离合轴a；521、第二插接柱a；522、离合齿轮a；523、第一插接孔a；53、第一推力轴承；54、第二推力轴承；55、弹簧；6、驱动组件b；61、驱动电机b；611、第一插接柱b；62、离合轴b；621、第二插接柱b；622、离合齿轮b；623、第一插接孔b；63、电动推杆；631、推动钳；6311、滚珠；7、切换部；71、切换滑块；711、螺纹a；72、螺纹传动环；721、螺纹b；722、切换齿轮a；723、第一转动卡圈；73、浮力齿圈；731、锥齿轮；732、切换齿轮b；733、滑动槽；8、保持部；81、保持杆；811、转动座；8111、保持齿轮a；8112、限位条；8113、转动通孔；82、齿轮传动环；821、保持齿轮b；822、第二转动卡圈。

具体实施方式

实施例1

根据图1至图17所示，本实施例所述的一种机器人，包括有U型救生圈2和固定连接在所述U型救生圈2外侧的壳体10；所述壳体10内位于所述U型救生圈2外侧靠近四角分别固定连接有飞行部3；所述壳体10内位于所述U型救生圈2两直边外侧下端分别固定连接有平行设置的航行部4。

所述壳体10外壁固定连接有多个有用于将所述U型救生圈2与所述壳体10固定在一起的绑带15。

所述U型救生圈2开口方向为前部；所述壳体10内固定连接有两个分别用于驱动位于前部的两个所述飞行部3的驱动组件b6；所述壳体10内固定连接有两个分别用于驱动位于后部的两个所述飞行部3的驱动组件a5；所述航行部4由所述驱动组件a5驱动。

当所述驱动组件a5仅驱动所述飞行部3时，所述U型救生圈2能够在空中飞行；当所述驱动组件a5仅驱动所述航行部4时，所述U型救生圈2能够在水面航行。

所述壳体10外侧位于所述U型救生圈2下方转动连接有两个对称设置的保持杆81；所述保持杆81由所述驱动组件b6驱动；当所述保持杆81由下向上转动时，能够将所述U型救生圈2开口处前方的落水者捞向所述U型救生圈2内；当所述保持杆81位于所述U型救生圈2开口内时，所述U型救生圈2开口封闭。

两个所述保持杆81的转动轴向内倾斜与水平面成25-35度的夹角，当所述U型救生圈2在飞行或航行过程中，所述U型救生圈2开口无遮挡，在贴近救援落水者的过程中，所述保持杆81位于水下且不会与落水者接触即不会将落水者推开。同时所述保持杆81向上转动的过程中能够将所述U型救生圈2开口处前端的落水者捞向所述U型救生圈2内，面对意识模糊的落水者依然可以起到较佳的救援效果，避免了落水者无法主动寻找或抓紧救生圈而错失了救援时机。所述驱动组件b6能够为所述保持杆81提供保持力，使所述保持杆81相对位置固定，使得落水者不会与所述U型救生圈2脱离，从而避免了落水者因体力不支再次落水。

所述壳体10内固定连接有控制模块11和电源模块12；所述驱动组件a5、所述驱动组件b6、所述电源模块12与所述控制模块11电连接。

所述飞行部3包括有转动连接在所述壳体10内靠近四角的飞行桨32和与所述飞行桨32传动连接的飞行轴31；所述飞行桨32的转动轴沿纵向设置；所述航行部4包括有转动连接在所述壳体10内的航行桨43和与所述航行桨43固定连接的航行齿轮42。

所述壳体10四角分别成型有纵向贯穿的飞行桨容留管103；各个所述飞行桨32分别转动连接在所述飞行桨容留管103内；所述飞行桨容留管103上端固定连接有飞行桨防护网1031；所述飞行桨防护网1031使得救援时落水者不会与所述飞行桨32接触，避免落水者被所述飞行桨32打伤。

所述飞行桨32下端固定连接有飞行齿轮b321；所述飞行轴31靠近所述飞行桨32的末端固定连接有与所述飞行齿轮b321传动连接的飞行齿轮a311；所述飞行轴31上固定连接有限位环313；所述限位环313与所述飞行桨容留管103内壁相抵，使得所述飞行轴31与所述飞行桨32稳定啮合，提高飞行安全性。

所述航行部4还包括有转动连接在所述壳体10内的航行轴41；所述航行桨43固定连接在所述航行轴41外壁上；所述壳体10下端分别成型有两个对称设置的与所述航行轴41分别转动连接的航行桨容留管102；所述航行桨容留管102内靠近两端分别固定连接有导水支撑架14；所述航行轴41两端分别转动连接在所述导水支撑架14上；所述航行齿轮42位于所述导水支撑架14外侧。

所述导水支撑架14中部成型有与所述航行桨容留管102同轴心的转动孔141；所述航行轴71转动连接在所述转动孔141内。

所述驱动组件a5包括有转动连接在所述壳体10内能够与所述飞行轴31传动连接的离合轴a52和固定连接在所述壳体10内用于驱动所述离合轴a52转动的驱动电机a51；所述离合轴a52靠近所述驱动电机a51的一端成型有能够与所述航行齿轮42传动连接的离合齿轮a522；所述离合轴a51靠近所述飞行轴31的一端成型有第二插接柱a521；所述飞行轴31远离所述飞行桨32的一端成型有与所述第二插接柱a521滑动连接的第二插接孔312。

所述第二插接柱a521与所述第二插接孔312端面为形状相同的非圆形结构，所述第二插接柱a521能够沿轴线方向位于所述第二插接孔312内滑动，且同时保持传动关系，进一步的，为了便于所述第二插接柱a521能够与所述第二插接孔312插接，所述第二插接柱a521端面成型有便于插入的弧形结构。.

所述壳体10内转动连接有与所述离合齿轮a522和所述航行齿轮43分别传动连接的传动齿轮13。

所述驱动电机a51为伺服电机或步进电机，能够精确控制转动方向与角度。

所述驱动组件a5具有第一、第二两个位置状态；当所述离合轴a52处于第一位置时，所述离合轴a52距离所述驱动电机a51最远，所述第二插接柱a521与所述第二插接孔312传动连接，所述驱动组件a5仅驱动所述飞行部3。

当所述离合轴a52处于第二位置时，所述离合齿轮a522与所述航行齿轮42传动连接，所述离合轴a52仅与所述航行桨43传动连接，所述驱动组件a5仅驱动所述航行部4。

所述驱动电机a51与所述控制模块11电连接。

所述壳体10内分别滑动连接有能够使所述离合轴a52由第一位置运动到第二位置的切换滑块71；所述壳体10后部转动连接有两个能够与对应的所述切换滑块71螺纹连接的螺纹传动环72。

所述壳体10内分别成型有与所述切换滑块71滑动连接的滑动管101；切换滑块71的滑动方向与所述U型救生圈2的开口方向平行。

所述切换滑块71位于所述螺纹传动环72一侧成型有螺纹a711；所述螺纹传动环72外侧壁成型有与所述螺纹a711螺纹连接的螺纹b721。

所述航行桨容留管102内壁后部位于所述导水支撑架14外侧成型有第一转动卡槽1021；所述螺纹传动环72外壁靠近前端成型有与所述第一转动卡槽1021卡接的第一转动卡圈723；所述第一转动卡圈723能够在所述第一转动卡槽1021内转动。

所述驱动电机a51与所述离合轴a52之间固定连接有用于推动所述离合轴a52的弹簧55。

所述离合轴a52靠近所述驱动电机a51一端设置有第一推力轴承53；所述第一推力轴承53一端与所述离合轴a52相抵，另一端与所述弹簧55相抵；所述第一推力轴承53使得所述离合轴a52转动更加流畅，不会磨损所述弹簧55。

所述离合轴a52远离所述驱动电机a51一端与所述切换滑块71之间设置有第二推力轴承54；所述第二推力轴承54套接在所述离合轴a52外侧，所述第二推力轴承54一端与所述离合齿轮a522相抵，另一端与所述切换滑块71相抵；所述第二推力轴承54使得所述离合轴a52转动更加流畅，不会磨损所述切换滑块71。

初始状态下，所述弹簧55使得所述离合轴a52运动至第一位置，且所述切换滑块71位于外侧极限位置。

当所述螺纹传动环72正向转动时，所述切换滑块71在螺纹导向作用下，运动至内侧极限位置；同时所述离合轴a52被所述切换滑块71推动至第二位置。

所述切换滑块71位于所述滑动管101内，仅能前后滑动，所述螺纹传动环72转动时，所述切换滑块71的所述螺纹a711将在所述螺纹传动环72的所述螺纹b721的螺纹导向下，所述切换滑块71沿所述滑动管101向内侧滑动。所述切换滑块71将推动所述离合轴a52逐步向前端运动，使得所述第二插接柱a521逐步滑出所述第二插接孔312同时所述弹簧55压缩，当所述第二插接柱a521离开所述第二插接孔312时，所述飞行轴41转动停止，此时所述离合齿轮a522与所述传动齿轮13啮合，即所述驱动电机a51与所述航行轴41传动连接，进一步的，为减少两个齿轮发生撞齿的概率，所述离合齿轮a522的轮齿朝向所述传动齿轮13处成型有导向斜面。

所述壳体1纵向滑动连接有两个分别能够使所述螺纹传动环72正向转动的浮力齿圈73；所述浮力齿圈73与所述螺纹传动环72传动连接。

所述浮力齿圈73外侧壁成型有切换齿轮b732；所述螺纹传动环72位于所述浮力齿圈73的一侧成型有与所述切换齿轮b732传动连接的切换齿轮a722。

所述浮力齿圈73上端中央位置固定连接有能够与位于后部的所述飞行齿轮a311传动连接的锥齿轮731；所述浮力齿圈73内部结构为空腔。

所述浮力齿圈73中间成型有用于使位于后部的所述飞行桨3产生的气流流畅通过的通孔。

所述飞行桨容留管103外侧壁靠近下端成型有向外侧延伸的限位凸圈1032；所述浮力齿圈73内壁成型有与所述限位凸圈1032转动连接的滑动槽733；所述限位凸圈1032能够相对所述滑动槽733上下滑动并同时能够沿所述限位凸圈1032外周转动。

当所述U型救生圈2在空中飞行时，所述浮力齿圈73由于重力滑动至下端极限位置，所述锥齿轮731与位于后部的所述飞行齿轮a311不接触。

当所述U型救生圈2抵入水面时，所述浮力齿圈73由于浮力向上滑动至所述锥齿轮731与位于后部的所述飞行齿轮a311传动连接，转动的位于后部的所述飞行齿轮a311将使得所述螺纹传动环72正向转动。

所述保持杆81靠近所述U型救生圈2的直边一端成型有转动座811；所述壳体10前部转动连接有两个与对应的转动座811传动连接的齿轮传动环82；所述驱动组件b6能够驱动所述齿轮传动环82转动。

所述航行桨容留管102内壁前部位于所述导水支撑架14外侧成型有第二转动卡槽1022；所述齿轮传动环82外壁靠近后端成型有与所述第二转动卡槽1022卡接的第二转动卡圈822；所述第二转动卡圈822能够在所述第二转动卡槽1022内转动。

所述齿轮传动环82外壁前部位于所述航行桨容留管102外侧成型有保持齿轮b821；所述转动座811朝向所述齿轮传动环82一端成型有与所述保持齿轮b821传动连接的保持齿轮a8111。

所述航行桨容留管102外壁靠近所述U型救生圈2的开口处成型有转动柱1023；所述转动座811上成型有与所述转动柱1023转动连接的转动通孔8113；所述转动柱1023上位于所述转动座811外侧固定连接有用于安装所述转动座811的固定部10231。

所述转动座811外壁成型有向外延伸的限位条8112；所述航行桨容留管102外壁上成型有用于限制所述限位条8112运动的限位挡块1024；初始状态下，所述限位条8112与所述限位挡块1024相抵，所述保持杆81位于所述U型救生圈2开口处前下部且所述U型救生圈2开口方向无遮挡。

所述驱动组件b6包括有转动连接在所述壳体10内的离合轴b62和固定连接在所述壳体10内的用于驱动所述离合轴b62的驱动电机b61；所述离合轴b62靠近所述飞行轴31的一端成型有能够与所述第二插接孔312传动连接的第二插接柱b621；所述离合轴b62靠近所述驱动电机b61的一端成型有能够驱动所述齿轮传动环82的离合齿轮b622。

所述驱动组件b6具有第三、第四两个位置状态，当所述离合轴b62位于第三位置时，所述离合轴b62距离所述驱动电机b61最远，所述第二插接柱b621仅与所述第二插接孔312传动连接，所述驱动电机b61仅驱动所述飞行桨32转动。

当所述离合轴b62位于第四位置时，所述离合轴b62距离所述驱动电机b61最近，所述离合齿轮b622仅与所述齿轮传动环82传动连接；所述驱动电机b61仅驱动所述保持杆81转动。

所述第二插接柱b621与所述第二插接孔312端面为形状相同的非圆形结构，所述第二插接柱b621能够沿轴线方向位于所述第二插接孔312内滑动，且同时保持传动关系；进一步的，为了便于所述第二插接柱b621能够与所述第二插接孔312插接，所述第二插接柱b621端面成型有便于插入的弧形结构。

所述壳体10内固定连接有用于使所述离合轴b62由第三位置运动至第四位置的电动推杆63。

所述电动推杆63端部固定连接有推动钳631；所述离合齿轮b622位于所述推动钳631内；所述推动钳631的钳口两内壁分别滚动连接有与所述离合齿轮b622滚动连接的滚珠6311；所述滚珠6311使得所述离合齿轮b622转动流畅。

所述电动推杆63、所述驱动电机b61与所述控制模块11电连接。

所述驱动电机b61为伺服电机或步进电机，能够精确控制转动速度以及角度。

所述驱动电机a51的输出轴上固定连接有第一插接柱a511；所述离合轴a52靠近所述驱动电机a51的一端成型有与所述第一插接柱a511始终传动连接的第一插接孔a523；所述第一插接柱a511滑动连接在所述第一插接孔a523内。

所述第一插接柱a511与所述第一插接孔a523端面为形状相同的非圆形结构，所述第一插接柱a511能够沿轴线方向位于所述第一插接孔a523内滑动，且同时保持传动关系，进一步的，为了便于所述第一插接柱a511能够与所述第一插接孔a523插接，所述第一插接柱a511端面成型有便于插入的弧形。

在所述离合轴a52由第一位置向第二位置运动的过程中，所述驱动电机a51始终能够驱动所述离合轴a52，因此，所述驱动电机a51即可以驱动所述飞行桨32转动，又可以驱动所述航行桨43，所述驱动电机a51更加具有实用性。

所述驱动电机b61的输出轴上固定连接有第一插接柱b611；所述离合轴b62靠近所述驱动电机b61的一端成型有与所述第一插接柱b611始终传动连接的第一插接孔b623；所述第一插接柱b611滑动连接在所述第一插接孔b623内。

所述第一插接柱b611与所述第一插接孔b623端面为形状相同的非圆形结构，所述第一插接柱b611能够沿轴线方向位于所述第一插接孔b623内滑动，且同时保持传动关系，进一步的，为了便于所述第一插接柱b611能够与所述第一插接孔b623插接，所述第一插接柱b611端面成型有便于插入的弧形。

在所述离合轴b62由第三位置向第四位置运动的过程中，所述驱动电机b61始终能够驱动所述离合轴b62，因此，所述驱动电机b61即可以驱动所述飞行桨32转动，又可以使所述保持杆81转动，所述驱动电机b61更加具有实用性。

所述壳体10上位于所述U型救生圈2的开口内侧设置有感应开关16；所述感应开关16与所述控制模块11电连接。

当所述感应开关16感应落水者已经进入到所述U型救生圈2中时，所述控制模块11控制前端的所述飞行桨32停止转动，接着控制所述电动推杆63拉动所述离合齿轮b622，使得所述第二插接柱b621离开所述第二插接孔312，所述离合齿轮b622与保持齿轮b821啮合。然后所述控制模块11控制所述驱动电机b61转动，所述离合齿轮b622通过所述保持齿轮b821传动，带动所述保持齿轮a8111使得所述转动座811转动，进而使得所述保持杆81向上转动至完全遮挡所述U型救生圈2开口处。

初始状态下，切换滑块71位于滑动管101外侧极限位置；限位条8112与限位挡块1024相抵，U型救生圈2开口方向无遮挡；第二插接柱a521位于第二插接孔312内，第二插接柱b621位于第二插接孔312内，此时驱动电机a51与驱动电机b61分别能够驱动对应的飞行桨32转动；驱动电机b61位于本产品前部。

使用本产品时，确认U型救生圈2固定牢固，电源模块12具备足够电量，握持壳体10将本产品放置到水平面上并开机。此时，浮力齿圈73由于重力自然下落，限位凸圈1032与滑动槽733内顶端相抵，位于后部的飞行齿轮a311与锥齿轮731不啮合，切换齿轮b732与切换齿轮a722不啮合。操纵遥控器使本产品起飞，控制模块11控制驱动电机a51、驱动电机b61转动。第一插接柱a511驱动第一插接孔a523使得离合轴a52同步转动，第二插接柱a521驱动第二插接孔312使得飞行轴31转动，使得位于后部的飞行齿轮a311带动飞行齿轮b321转动，进而使得飞行桨32转动产生向上的升力。与此同时，第一插接柱b611驱动第一插接孔b623使得离合轴b62同步转动，第二插接柱b621驱动第二插接孔312使得飞行轴31转动，使得位于前部的飞行齿轮a311带动飞行齿轮b321转动，进而使得飞行桨32转动产生向上的升力。四个飞行桨32同步转动使得壳体10起飞，控制模块11根据遥控器发出的操纵指令，调整驱动电机a51与驱动电机b61的转速进而调整四个飞行桨32的转速，使本产品飞向预定救援目的地。此过程与四旋翼飞行器控制方法相同，本发明不做进一步阐述。

到达救援区域上空之后，通过遥控器发出的操纵指令，壳体10下降逐步贴近水面，进一步降低飞行桨32的转速，使得位于后部的飞行桨容留管103抵入水面（此过程可以使本发明下部完全浸入水中，也可以仅使后部浸入水中，此时由于前后的飞行桨32具有转速差，本发明将产生向后运动的水平分力，可继续通过遥控器控制壳体10继续向落水者靠近）。飞行桨容留管103向下浸入水中的过程中，浮力齿圈73由于内部为空腔，将在水的浮力作用下相对飞行桨容留管103向上滑动，进而使得位于后部的飞行齿轮a311与锥齿轮731啮合，切换齿轮b732与切换齿轮a722啮合。接着位于后部的低速转动的飞行齿轮a311将通过锥齿轮731带动浮力齿圈73转动，进而浮力齿圈73的切换齿轮b732带动螺纹传动环72的切换齿轮a722，使得螺纹传动环72同步转动。切换滑块71位于滑动管101内，仅能前后滑动，切换滑块71的螺纹a将在螺纹传动环72的螺纹b的螺纹导向下，使得切换滑块71沿滑动管101向内侧滑动。切换滑块71将推动离合轴a52逐步向前端运动，使得第二插接柱a521逐步滑出第二插接孔312同时弹簧55压缩，当第二插接柱a521离开第二插接孔312时，飞行轴41转动停止，此时离合齿轮a522与传动齿轮13啮合，即驱动电机a51与航行轴41传动连接，进一步的，为减少两个齿轮发生撞齿的概率，所述离合齿轮a522的轮齿朝向所述传动齿轮13处成型有导向斜面。此时，前部依然转动着的两个飞行桨32产生向上的升力，前部向上微离开水面，可使航行的阻力减小。控制模块11将根据遥控器发出的指令，调整驱动电机a51的转动速度，使得两个航行轴41转速不同，即两端的前进速度不同，从而实现前进方向的调整。通过遥控器继续控制本产品向落水者靠近。

靠近落水者后，通过遥控器发出的操纵指令，使得本产品运动至落水者背部并使得U型救生圈2的开口处与落水者正对。当抵近落水者背部时，遥控器控制前端的两个飞行桨32反向转动，产生向下的推力，使得本产品前部下压，U型救生圈2开口处没入水中，通过遥控器控制壳体10向前运动，使U型救生圈2两侧端从落水者腋下穿过（仰面或趴在水面的则从头部方向进入，当无法从落水者腋下穿过时，可使U型救生圈2的直边两端穿入至落水者躯干下方）。当感应开关16感应落水者已经进入到U型救生圈2中时，控制模块11控制前端的飞行桨32停止转动，接着控制电动推杆63拉动离合齿轮b622，使得第二插接柱b621离开第二插接孔312，离合齿轮b622与保持齿轮b821啮合。

然后控制模块11控制驱动电机b61转动，离合齿轮b622通过保持齿轮b821传动，带动保持齿轮a8111使得转动座811转动，进而使得保持杆81向上转动至完全遮挡U型救生圈2开口处，保持杆81的转动轴与水平面成一定夹角，使得保持杆81向上转动的过程中能够将U型救生圈2开口处前端的落水者捞向U型救生圈2内，面对意识模糊的落水者依然可以起到较佳的救援效果，避免了落水者无法主动寻找或抓紧救生圈而错失了救援时机。接着控制模块11控制驱动电机b61停止转动，驱动电机b61将为保持杆81提供保持力，使保持杆81相对位置固定，使得落水者不会与U型救生圈2脱离，从而避免了落水者因体力不支再次落水。

继续通过遥控器控制本产品航向岸边或救援人员附近，救援人员手动关闭本产品，控制模块11控制电动推杆63推动离合齿轮b622，使得第二插接柱b621重新进入到第二插接孔312内，控制模块11控制驱动电机a51和驱动电机b61停机。反向旋转齿轮传动环82至限位条8112与限位挡块1024相抵，U型救生圈2开口方向无遮挡，取下本产品，对落水者进行施救。接着反向旋转螺纹传动环72，使得切换滑块71重新运动到外侧极限位置，离合轴a52将在弹簧55的弹力作用下，复位到原来位置，第二插接柱a521进入第二插接孔312内。将本产品移至指定放置区，进行充电或更换电池，以备下一次使用。

本发明通过对驱动组件a5的设计，使得驱动电机a51驱动的第二插接柱a521，即能够带动第二插接孔312使得飞行轴31转动，进而使得飞行桨32转动，为本发明飞行提供动力；当切换滑块71推动离合轴a52运动至离合齿轮a522与传动齿轮13啮合时，第二插接柱a521又能使航行轴41转动，进而使得航行桨43转动，为本发明航行提供动力。

本发明通过对驱动组件b6的设计，使得驱动电机b61驱动的第二插接柱b621，即能够带动第二插接孔312使得飞行轴31转动，进而使得飞行桨32转动，为本发明飞行提供动力；当电动推杆63拉动离合齿轮b622，使得第二插接柱b621离开第二插接孔312，离合齿轮b622与保持齿轮b821啮合时，第二插接柱b621能够通过齿轮传动环82的传动使得保持杆81向上运动至U型救生圈2开口封闭，驱动电机b61锁止状态下使保持杆81保持固定，使得落水者能够与U型救生圈2保持相对固定，从而达到避免落水者溺水的目的。

本发明通过切换部7的设计，使得飞行状态下，浮力齿圈73由于重力自然下落，位于后部的飞行齿轮a311与锥齿轮731不啮合，浮力齿圈73对飞行不产生影响；当浮力齿圈73浸入水面后，浮力齿圈73由于浮力相对向上滑动，使得锥齿轮731与位于后部的飞行齿轮a311啮合，位于后部的飞行齿轮a311使得浮力齿圈73转动，进而通过切换齿轮b732与切换齿轮a722的的传动，使得螺纹传动环72转动，使得切换滑块71在螺纹传动环72外壁的螺纹b721传动下，向内侧滑动，进而切换至航行状态，使得本发明在靠近水面后，能够在较短时间内自动完成由飞行状态到航行状态的转换，且不需要额外的驱动装置。

本发明采用飞行和航行结合的方式能够快速精准的到达落水者身边，缩短救援时间，更快速的挽救落水者生命；本发明保持杆在由下向上的转动过程中，能够主动将U型救生圈前端的落水者捞向U型救生圈内，从而避免了落水者无法主动寻找或抓紧救生圈而错失了救援时机。本发明中驱动电机b能够使保持杆在U型救生圈开口处保持相对固定，避免落水者与U型救生圈脱离，防止落水者因体力不支再次落水，面对意识模糊的落水者依然可以起到较佳的救援效果。

Claims (7)

1.一种机器人，包括有U型救生圈和固定连接在所述U型救生圈外侧的壳体；其特征在于：所述壳体内位于所述U型救生圈外侧靠近四角分别固定连接有飞行部；所述壳体内位于所述U型救生圈两直边外侧下端分别固定连接有平行设置的航行部；所述U型救生圈开口方向为前部；所述壳体内固定连接有两个分别用于驱动位于前部的两个所述飞行部的驱动组件b；所述壳体内固定连接有两个分别用于驱动位于后部的两个所述飞行部的驱动组件a；所述航行部由所述驱动组件a驱动；当所述驱动组件a仅驱动所述飞行部时，所述U型救生圈能够在空中飞行；当所述驱动组件a仅驱动所述航行部时，所述U型救生圈能够在水面航行；所述壳体外侧位于所述U型救生圈下方转动连接有两个对称设置的保持杆；所述保持杆由所述驱动组件b驱动；当所述保持杆由下向上转动时，能够将所述U型救生圈开口处前方的落水者捞向所述U型救生圈内；当所述保持杆位于所述U型救生圈开口内时，所述U型救生圈开口封闭；所述壳体内固定连接有控制模块和电源模块；所述驱动组件a、所述驱动组件b、所述电源模块与所述控制模块电连接。

2.如权利要求1所述的一种机器人，其特征在于：所述飞行部包括有转动连接在所述壳体内靠近四角的飞行桨和与所述飞行桨传动连接的飞行轴；所述飞行桨的转动轴沿纵向设置；所述航行部包括有转动连接在所述壳体内的航行桨和与所述航行桨固定连接的航行齿轮；

所述驱动组件a包括有转动连接在所述壳体内能够与所述飞行轴传动连接的离合轴a和固定连接在所述壳体内用于驱动所述离合轴a转动的驱动电机a；所述离合轴a靠近所述驱动电机a的一端成型有能够与所述航行齿轮传动连接的离合齿轮a；所述离合轴a靠近所述飞行轴的一端成型有第二插接柱a；所述飞行轴远离所述飞行桨的一端成型有与所述第二插接柱a滑动连接的第二插接孔；

所述驱动组件a具有第一、第二两个位置状态；当所述离合轴a处于第一位置时，所述离合轴a距离所述驱动电机a最远，所述第二插接柱a与所述第二插接孔传动连接，所述驱动组件a仅驱动所述飞行部；

当所述离合轴a处于第二位置时，所述离合齿轮a与所述航行齿轮传动连接，所述离合轴a仅与所述航行桨传动连接，所述驱动组件a仅驱动所述航行部；

所述驱动电机a与所述控制模块电连接。

3.如权利要求2所述的一种机器人，其特征在于：所述壳体内分别滑动连接有能够使所述离合轴a由第一位置运动到第二位置的切换滑块；所述壳体后部转动连接有两个能够与对应的所述切换滑块螺纹连接的螺纹传动环；

所述驱动电机a与所述离合轴a之间固定连接有用于推动所述离合轴a的弹簧；

初始状态下，所述弹簧使得所述离合轴a运动至第一位置，且所述切换滑块位于外侧极限位置；

当所述螺纹传动环正向转动时，所述切换滑块在螺纹导向作用下，运动至内侧极限位置；同时所述离合轴a被所述切换滑块推动至第二位置。

4.如权利要求3所述的一种机器人，其特征在于：所述飞行桨下端固定连接有飞行齿轮b；所述飞行轴靠近所述飞行桨的末端固定连接有与所述飞行齿轮b传动连接的飞行齿轮a；所述壳体纵向滑动连接有两个分别能够使所述螺纹传动环正向转动的浮力齿圈；所述浮力齿圈与所述螺纹传动环传动连接；

所述浮力齿圈上端中央位置固定连接有能够与位于后部所述飞行齿轮a传动连接的锥齿轮；所述浮力齿圈内部结构为空腔；

当所述U型救生圈在空中飞行时，所述浮力齿圈由于重力滑动至下端极限位置，所述锥齿轮与位于后部的所述飞行齿轮a不接触；

当所述U型救生圈抵入水面时，所述浮力齿圈由于浮力向上滑动至所述锥齿轮与位于后部的所述飞行齿轮a传动连接，转动的位于后部的所述飞行齿轮a将使得所述螺纹传动环正向转动。

5.如权利要求2所述的一种机器人，其特征在于：所述保持杆靠近所述U型救生圈的直边一端成型有转动座；所述壳体前部转动连接有两个与对应的转动座传动连接的齿轮传动环；所述驱动组件b能够驱动所述齿轮传动环转动；

所述驱动组件b包括有转动连接在所述壳体内的离合轴b和固定连接在所述壳体内的用于驱动所述离合轴b的驱动电机b；所述离合轴b靠近所述飞行轴的一端成型有能够与所述第二插接孔传动连接的第二插接柱b；所述离合轴b靠近所述驱动电机b的一端成型有能够驱动所述齿轮传动环的离合齿轮b；

所述驱动组件b具有第三、第四两个位置状态，当所述离合轴b位于第三位置时，所述离合轴b距离所述驱动电机b最远，所述第二插接柱b仅与所述第二插接孔传动连接，所述驱动电机b仅驱动所述飞行桨转动；

当所述离合轴b位于第四位置时，所述离合轴b距离所述驱动电机b最近，所述离合齿轮b仅与所述齿轮传动环传动连接；所述驱动电机b仅驱动所述保持杆转动；

所述壳体内固定连接有用于使所述离合轴b由第三位置运动至第四位置的电动推杆；

所述电动推杆、所述驱动电机b与所述控制模块电连接。

6.如权利要求5所述的一种机器人，其特征在于：所述驱动电机a的输出轴上固定连接有第一插接柱a；所述离合轴a靠近所述驱动电机a的一端成型有与所述第一插接柱a始终传动连接的第一插接孔a；所述第一插接柱a滑动连接在所述第一插接孔a内；

所述驱动电机b的输出轴上固定连接有第一插接柱b；所述离合轴b靠近所述驱动电机b的一端成型有与所述第一插接柱b始终传动连接的第一插接孔b；所述第一插接柱b滑动连接在所述第一插接孔b内。

7.如权利要求1所述的一种机器人，其特征在于：所述壳体上位于所述U型救生圈的开口内侧设置有感应开关；所述感应开关与所述控制模块电连接。

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