CN112498681A - 一种水陆空三栖机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水陆空三栖机器人，包括：陆地行驶模块、水面驱动模块、空中飞行模块、电控与感知模块、起落架模块和水面漂浮模块。采用前轮转向、后轮驱动的方式实现机器人在陆地上的全方向运动；采用双舵机控制的方式实现ROV水下推进器的升降与转向，并利用ROV水下推进器推动螺旋桨高速旋转，实现机器人在水上的全方向运动；采用可伸缩的四旋翼空中飞行模块实现机器人的飞行功能；利用nuc小电脑向水陆模块控制板、飞行控制板和起落架模块发布控制指令，实现机器人的全自主运动。本发明的机器人具有结构紧凑、功能齐全、稳定性高、灵活性高、信息采集能力强等优点，能够很好地满足当前机器人技术发展背景下对机器人多模态运动的需求。

Description

一种水陆空三栖机器人

技术领域

本发明主要涉及无人机技术领域，尤其涉及一种水陆空三栖机器人。

背景技术

近年来，人们对于将机器人技术应用于社会发展的各个方面展现出了极大的热情，特别是在灾后搜救工作、未知环境探索工作、以及军事侦察工作等方面都对机器人的移动能力提出了较高的要求。而目前存在大量的单模态运动机器人，诸如履带式搜救机器人、无人机、无人水下航行器等等，这些机器人在执行相应任务时，由于其单模态的运动方式，容易阻碍其在复杂环境下获取足够有用和足够大量的信息，使得具体的探索、搜救工作开展较为缓慢。为实现在复杂未知环境下作业的功能，出现了对于多模态运动机器人的设计需求，多模态机器人应具备在海地空三种环境下交叉工作的能力。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构紧凑、功能齐全、稳定性高、灵活性高、图像和信息采集能力强，并且能够很好地满足当前机器人技术发展背景下对于机器人多模态运动需求的水陆空三栖机器人。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种水陆空三栖无人机，包括：主底盘，用于安装陆地行驶模块，以及水面驱动模块和起落架模块的传动机构；

陆地行驶模块，采用四轮运动方式，包括前双轮、转向舵机、转向机构、后双轮和电机；通过转向舵机和转向机构控制前双轮的转向；所述后双轮分别与两个电机的输出端连接，通过电机驱动后双轮转动以实现机器人在陆地运动；

水面驱动模块，采用双舵机控制方式，包括提升舵机、提升舵机支架、提升机构、转向舵机、ROV水下推进器和螺旋桨；所述提升舵机通过提升舵机支架安装在主底盘上；所述提升机构的一端分别与提升舵机和主底盘连接，另一端与转向舵机连接；所述转向舵机与ROV水下推进器连接，所述ROV水下推进器的输出端安装有螺旋桨；通过ROV水下推进器推动螺旋桨转动以实现机器人在水面运动；

空中飞行模块，采用四旋翼运动方式，包括下安装板、上安装板、可伸缩碳管、飞行双电机和双螺旋桨；所述可伸缩碳管的一端与下安装板和上安装板连接，另一端与飞行双电机连接；所述飞行双电机上设有双螺旋桨，通过飞行双电机驱动双螺旋桨旋转以实现机器人在空中飞行；

电控与感知模块，包括电池安装板、电池、nuc小电脑、水陆模块控制板、飞行控制板、摄像头、激光雷达和GPS接收机；所述电池安装板的下端与主底盘连接，上端与下安装板连接；所述电池安装在电池安装板上；所述nuc小电脑安装在主底盘上，作为主处理器发布控制指令；所述水陆模块控制板安装在主底盘上，用于接收nuc控制指令并向陆地、水面运动模块发送控制信号；所述飞行控制板安装在下安装板上，用于接收nuc控制指令并向飞行双电机发送控制信号；所述摄像头安装在主底盘前端，用于提供视觉定位信息；所述激光雷达和GPS接收机均安装在上安装板上，用于提供环境感知信息和GPS定位信息；

起落架模块，对称安装在主底盘中部两侧，且与水面漂浮模块连接，用于辅助机器人进行水陆空三种运动模态的转换。

作为本发明的进一步改进，所述陆地行驶模块还包括转向舵机支架、电机支架和底盘防水罩，所述转向舵机通过转向舵机支架固连在主底盘上，两个所述电机分别通过两个电机支架固定在主底盘上，所述后双轮分别通过联轴器与两个电机的输出端连接；所述底盘防水罩安装在主底盘底部。

作为本发明的进一步改进，所述转向机构为五连杆转向机构，所述五连杆转向机构的原动件铰接在转向舵机的输出端，用于实现前双轮左、右各30°的转向；所述陆地行驶模块通过前轮转向、后轮驱动的方式实现机器人在陆地上的全方向运动。

作为本发明的进一步改进，所述水面驱动模块还包括固定基座和旋转架，所述固定基座安装在主底盘底部；所述提升机构为四连杆机构，包括水驱旋转杆、水驱拉杆、水驱连接弯杆和水驱辅助支撑杆；所述水驱旋转杆的一端与提升舵机的输出端铰接，另一端与水驱拉杆的上端铰接；所述水驱拉杆的下端与水驱连接弯杆的中部和水驱辅助支撑杆的上端铰接；所述水驱连接弯杆的上端与固定基座铰接，下端与水驱辅助支撑杆的下端铰接；所述水驱连接弯杆的下端部与转向舵机固接，所述转向舵机的输出端与旋转架铰接，所述旋转架与ROV水下推进器固接。

作为本发明的进一步改进，所述空中飞行模块还包括碳管支撑架、飞行电机支撑架和飞行分电板；所述下安装板和上安装板通过碳管支撑架固定连接；所述可伸缩碳管的一端通过紧固件与碳管支撑架固接，另一端紧固安装飞行电机支撑架；所述飞行电机支撑架上安装有飞行双电机，所述飞行双电机的输出端与双螺旋桨连接；所述飞行分电板安装在上安装板中央，用于分配电能至飞行控制板和飞行双电机，所述飞行双电机的输入端与飞行控制板连接，以接收飞行控制信号。

作为本发明的进一步改进，所述水陆模块控制板分别与转向舵机、电机、提升舵机、转向舵机和ROV水下推进器连接；所述摄像头为双目深度摄像头；所述激光雷达通过雷达支架安装在上安装板上方。

作为本发明的进一步改进，所述起落架模块包括驱动舵机、支撑架、起落架提升组件和起落架主体；所述驱动舵机通过支撑架安装在主底盘中部的外侧，所述支撑架的一端与起落架主体铰接；所述起落架提升组件的一端与驱动舵机的输出端铰接，另一端与起落架主体铰接；在电控及感知模块的控制下，驱动舵机驱动起落架提升组件运动，以带动起落架主体围绕支撑架上的铰接点转动，实现起落架主体的下放与回收。

作为本发明的进一步改进，所述起落架提升组件包括旋转架、连接杆、拉杆和干架连接件；所述旋转架的上端与驱动舵机的输出端铰接，下端与连接杆的上端固接；所述拉杆的上端与连接杆的下端铰接，下端通过干架连接件与起落架主体固接。

作为本发明的进一步改进，在所述驱动舵机的驱动下，所述旋转架围绕铰接点进行0°～270°旋转。

作为本发明的进一步改进，所述水面漂浮模块包括浮块垫和固定连接件；通过固定连接件将起落架主体与浮块垫固定连接。

作为本发明的进一步改进，所述空中飞行模块采用“X”字型四旋翼分布方式。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1.本发明的水陆空三栖机器人，通过将陆地行驶模块、水面驱动模块、空中飞行模块、电控与感知模块、起落架模块和水面漂浮模块进行集成安装，得到结构紧凑、功能齐全的水陆空三栖机器人，既可以在陆地上行驶，也能够在水面上滑行，还能够通过四旋翼空中飞行模块实现空中飞行，以避开难以逾越的深坑、栅栏等障碍物。此外，本发明的水陆空三栖机器人的陆地、空中和水面三种运动模态，都是通过各自对应的驱动组件进行驱动，提高了各个模块之间的独立性。本发明的水陆空三栖机器人既可以于水面起飞，也可以在地面起飞，具有很强的灾后搜救能力、未知环境探索能力和军事侦察能力。

2.本发明的水陆空三栖机器人，通过在陆地行驶模块中采用前轮转向、后轮驱动的方式实现机器人在陆地上的全方向运动；通过采用大扭力转向舵机与五连杆转向机构进行配合，对前双轮进行转向控制，实现前双轮左、右各30°的转向，提高了机器人在陆地上行驶的灵活性和稳定性。

3.本发明的水陆空三栖机器人，通过采用双舵机控制的方式，并采用增加了两个辅助杆的四连杆提升机构提高了水面驱动模块的整体刚度，利用提升舵机控制提升机构的升降，进而实现ROV水下推进器的升降，避免了机器人在陆地上行驶时损害到ROV水下推进器；通过转向舵机与ROV水下推进器连接，充当机器人水上运动的方向舵，并利用ROV水下推进器推动螺旋桨高速旋转排水，实现了机器人在水上的全方向运动。

4.本发明的水陆空三栖机器人，通过采用可伸缩的四旋翼空中飞行模块，飞行稳定性受到风力等因素影响时，可以伸长碳管长度，以增加轴距，进而提高机器人在空中飞行的稳定性；还可以通过调整可伸缩碳管的长度以减小机器人的占地空间，提高了机器人穿越陆地障碍物的能力，也提高了机器人在陆地上和水上行驶的平衡性。

5.本发明的水陆空三栖机器人，通过电控与感知模块实现自主导航的功能，利用nuc小电脑向水陆模块控制板、飞行控制板和起落架模块发布控制指令，通过各类控制板与主处理器nuc小电脑的配合实现了机器人的全自主运动。与此同时，利用双目深度摄像头获取图像的视觉信息、利用激光雷达获取避障信息、利用GPS接收机获取定位信息，最终通过nuc小电脑实现对各类感知数据的处理，摆脱了人工遥控，实现了机器人的全自主控制，提高了机器人对图像和信息的采集、处理能力。通过电池为机器人中的各个驱动和感知控制模块供电，提高了机器人的续航能力。

6.本发明的水陆空三栖机器人，通过在主底盘中部两侧对称设置起落架模块，并利用驱动舵机和提升组件灵活控制起落架主体的下放与回收，提高了机器人进行运动模态转换的灵活性；将起落架主体与浮块垫连接，既实现了机器人在水面漂浮的功能，又能够为机器人从空中降落提供缓冲，提高了机器人的运行稳定性。

附图说明

图1为本发明的水陆空三栖无人机的结构原理示意图。

图2为本发明的水陆空三栖无人机另一视角的结构原理示意图。

图3为本发明的水陆空三栖无人机的仰视结构原理示意图。

图4为本发明的水陆空三栖无人机中陆地行驶模块的结构原理示意图。

图5为本发明的水陆空三栖无人机中水面驱动模块的结构原理示意图。

图6为本发明的水陆空三栖无人机中空中飞行模块的结构原理示意图。

图7为本发明的水陆空三栖无人机中起落架模块和水面漂浮模块的结构原理示意图。

图例说明：

1、主底盘；2、陆地行驶模块；21、前双轮；22、转向舵机；23、转向舵机支架；24、转向机构；25、电机支架；26、后双轮；27、电机；28、底盘防水罩；3、水面驱动模块；31、提升舵机；32、提升舵机支架；33、提升机构；331、水驱旋转杆；332、水驱拉杆；333、水驱连接弯杆；334、水驱辅助支撑杆；34、固定基座；35、转向舵机；36、ROV水下推进器；37、螺旋桨；38、旋转架；4、空中飞行模块；41、下安装板；42、上安装板；43、碳管支撑架；44、可伸缩碳管；45、飞行电机支撑架；46、飞行双电机；47、飞行分电板；48、双螺旋桨；5、电控与感知模块；51、电池安装板；52、电池；53、nuc小电脑；54、水陆模块控制板；55、飞行控制板；56、摄像头；57、激光雷达；58、雷达支架；59、GPS接收机；6、起落架模块；61、驱动舵机；62、支撑架；63、旋转架；64、连接杆；65、拉杆；66、起落架主体；67、干架连接件；7、水面漂浮模块；71、浮块垫；72、固定连接件。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。

实施例

如图1至图7所示，本发明的水陆空三栖无人机，包括：主底盘1，用于安装陆地行驶模块2，以及水面驱动模块3和起落架模块6的传动机构；

陆地行驶模块2，采用四轮运动方式，包括前双轮21、转向舵机22、转向机构24、后双轮26和电机27；通过转向舵机22和转向机构24控制前双轮21的转向；后双轮26分别与两个电机27的输出端连接，通过电机27驱动后双轮26转动以实现机器人在陆地运动；

水面驱动模块3，采用双舵机控制方式，包括提升舵机31、提升舵机支架32、提升机构33、转向舵机35、ROV水下推进器36和螺旋桨37；提升舵机31通过提升舵机支架32安装在主底盘1上；提升机构33的一端分别与提升舵机31和主底盘1连接，另一端与转向舵机35连接；转向舵机35与ROV水下推进器36连接，ROV水下推进器36的输出端安装有螺旋桨37；通过ROV水下推进器36推动螺旋桨37转动以实现机器人在水面运动；

空中飞行模块4，采用四旋翼运动方式，包括下安装板41、上安装板42、可伸缩碳管44、飞行双电机46和双螺旋桨48；可伸缩碳管44的一端与下安装板41和上安装板42连接，另一端与飞行双电机46连接；飞行双电机46上设有双螺旋桨48，通过飞行双电机46驱动双螺旋桨48旋转以实现机器人在空中飞行；

电控与感知模块5，包括电池安装板51、电池52、nuc小电脑53、水陆模块控制板54、飞行控制板55、摄像头56、激光雷达57和GPS接收机59；电池安装板51的下端与主底盘1连接，上端与下安装板41连接；电池52安装在电池安装板51上；nuc小电脑53安装在主底盘1上，作为主处理器发布控制指令；水陆模块控制板54安装在主底盘1上，用于接收nuc控制指令并向陆地、水面运动模块发送控制信号；飞行控制板55安装在下安装板41上，用于接收nuc控制指令并向飞行双电机46发送控制信号；摄像头56安装在主底盘1前端，用于提供视觉定位信息；激光雷达57和GPS接收机59均安装在上安装板42上，用于提供环境感知信息和GPS定位信息；

起落架模块6，对称安装在主底盘1中部两侧，且与水面漂浮模块7连接，用于辅助机器人进行水陆空三种运动模态的转换。

本实施例中，通过将陆地行驶模块2、水面驱动模块3、空中飞行模块4、电控与感知模块5、起落架模块6和水面漂浮模块7进行集成安装，得到结构紧凑、功能齐全的水陆空三栖机器人，既可以在陆地上行驶，也能够在水面上滑行，还能够通过四旋翼空中飞行模块实现空中飞行，以避开难以逾越的深坑、栅栏等障碍物。此外，本发明的水陆空三栖机器人的陆地、空中和水面三种运动模态，都是通过各自对应的驱动组件进行驱动，提高了各个模块之间的独立性。本发明的水陆空三栖机器人既可以于水面起飞，也可以在地面起飞，具有很强的灾后搜救能力、未知环境探索能力和军事侦察能力。可以理解，为减轻机器人的整体重量，主底盘1、螺旋桨37和双螺旋桨48均可以采用耐磨性能优良的轻型塑料制造。例如可以采用碳素纤维材料制备主底盘1，利用TPX型材料(4-甲基戊烯的聚合物)制备螺旋桨37和双螺旋桨48，既能够提高结构的强度、韧性和寿命，又可以减轻整个水陆空三栖机器人的重量。

如图3和图4所示，本实施例中，陆地行驶模块2还包括转向舵机支架23、电机支架25和底盘防水罩28，转向舵机22通过转向舵机支架23固连在主底盘1上，两个电机27分别通过两个电机支架25固定在主底盘1上，后双轮26分别通过联轴器(图中未示出)与两个电机27的输出端连接；通过两个电机27为机器人提供陆地行驶的驱动力。底盘防水罩28安装在主底盘1底部，实现主底盘1的防水性能，提高机器人在水面行驶的安全性。如图4所示，通过电机支架25将电机27固定在后双轮26侧部，既是对电机27进行定位以防止其滑动，也是对电机27进行保护，避免机器人在陆地行驶时电机27被外界障碍物刮擦。

如图4所示，进一步的，转向机构24为五连杆转向机构，五连杆转向机构的原动件铰接在转向舵机22的输出端，用于实现前双轮21左、右各30°的转向。转向舵机支架23覆盖在转向舵机22上方形成保护层，且转向舵机支架23的两端分别与前双轮21连接，五连杆转向机构的原动件与转向舵机22的输出端连接，五连杆转向机构的两端分别与前双轮21连接，在转向舵机支架23、大扭力转向舵机22和五连杆转向机构的共同配合下，提高了前双轮21的转向稳定性和精准度，避免陆地行驶模块2在转向过程中出现打滑现象，提高了机器人在陆地上行驶的灵活性和稳定性。陆地行驶模块2通过前轮转向、后轮驱动的方式实现机器人在陆地上的全方向运动。可以理解，为减轻机器人的整体重量，转向舵机支架23和电机支架25均可以采用耐磨性能优良的轻型材料制造。例如可以采用PLA材料，并使用3D打印技术制造转向舵机支架23和电机支架25，既能够提高结构的强度、韧性和寿命，又可以减轻整个水陆空三栖机器人的重量。

如图3和图5所示，本实施例中，水面驱动模块3还包括固定基座34和旋转架38，固定基座34安装在主底盘1底部；提升机构33为四连杆机构，包括水驱旋转杆331、水驱拉杆332、水驱连接弯杆333和水驱辅助支撑杆334；水驱旋转杆331的一端与提升舵机31的输出端铰接，另一端与水驱拉杆332的上端铰接；水驱拉杆332的下端与水驱连接弯杆333的中部和水驱辅助支撑杆334的上端铰接；水驱连接弯杆333的上端与固定基座34铰接，下端与水驱辅助支撑杆334的下端铰接；水驱连接弯杆333的下端部与转向舵机35固接，转向舵机35的输出端与旋转架38铰接，旋转架38与ROV水下推进器36固接。将提升机构33同时与主底盘1和转向舵机25连接，一方面能够实现提升机构33的固定连接，另一方面也能够为提升机构33提供上拉与下放的驱动力，由于提升机构33与ROV水下推进器36相关联，最终是实现ROV水下推进器36的上拉与下放。通过转向舵机35驱动旋转架38转动，实现ROV水下推进器36的转向，完成机器人的水上转向行驶，提高了机器人在水上运动的灵活性。

本实施例中，通过采用双舵机控制的方式，并采用增加了两个辅助杆的四连杆提升机构提高了水面驱动模块3的整体刚度，利用提升舵机31控制提升机构33的升降，进而实现ROV水下推进器36的升降，避免了机器人在陆地上行驶时损害到ROV水下推进器36。通过转向舵机35与ROV水下推进器36连接，充当机器人水上运动的方向舵，并利用ROV水下推进器36推动螺旋桨37高速旋转排水，实现了机器人在水上的全方向运动。可以理解，螺旋桨37采用的是高排水能力的螺旋桨，以提高机器人在水上运动的速度。

如图6所示，本实施例中，空中飞行模块4还包括碳管支撑架43、飞行电机支撑架45和飞行分电板47；下安装板41和上安装板42通过碳管支撑架43固定连接；可伸缩碳管44的一端通过紧固件与碳管支撑架43固接，另一端紧固安装飞行电机支撑架45；飞行电机支撑架45上安装有飞行双电机46，飞行双电机46的输出端与双螺旋桨48连接；飞行分电板47安装在上安装板42中央，用于分配电能至飞行控制板55和四对飞行双电机46，飞行双电机46的输入端与飞行控制板55连接，以接收飞行控制信号。进一步的，空中飞行模块4采用“X”字型四旋翼分布方式。

本实施例中，通过采用可伸缩的四旋翼空中飞行模块，既提高了机器人在空中飞行的稳定性，又可以通过调整可伸缩碳管的长度以减小机器人的占地空间，提高了机器人穿越陆地障碍物的能力，也提高了机器人在陆地上和水上行驶的平衡性。

本实施例中，水陆模块控制板54分别与转向舵机22、电机27、提升舵机31、转向舵机35和ROV水下推进器36连接；摄像头56为双目深度摄像头；激光雷达57通过雷达支架58安装在上安装板42上方。通过水陆模块控制板54向各驱动组件发送控制指令，使各运动组件有序地运行，提高机器人的自主控制能力。通过雷达支架58将激光雷达57安装在机器人的最顶端，使得激光雷达57更全面的接收环境感知信息，提高机器人运行的智能化程度。

本实施例中，通过电控与感知模块5实现自主导航的功能，利用nuc小电脑53向水陆模块控制板54、飞行控制板55和起落架模块6发布控制指令，通过各类控制板与主处理器nuc小电脑53的配合实现了机器人的全自主运动。与此同时，利用双目深度摄像头56获取图像的视觉信息、利用激光雷达57获取避障信息、利用GPS接收机59获取定位信息，最终通过nuc小电脑53实现对各类感知数据的处理，摆脱了人工遥控，实现了机器人的全自主控制，提高了机器人对图像和信息的采集、处理能力。通过电池52为机器人中的各个驱动和感知控制模块供电，提高了机器人的续航能力。

如图7所示，本实施例中，起落架模块6包括驱动舵机61、支撑架62、起落架提升组件和起落架主体66；驱动舵机61通过支撑架62安装在主底盘1中部的外侧，支撑架62的一端与起落架主体66铰接；起落架提升组件的一端与驱动舵机61的输出端铰接，另一端与起落架主体66铰接；在电控及感知模块5的控制下，驱动舵机61驱动起落架提升组件运动，以带动起落架主体66围绕支撑架62上的铰接点转动，实现起落架主体66的下放与回收。

进一步的，起落架提升组件包括旋转架63、连接杆64、拉杆65和干架连接件67；旋转架63的上端与驱动舵机61的输出端铰接，下端与连接杆64的上端固接；拉杆65的上端与连接杆64的下端铰接，下端通过干架连接件67与起落架主体66固接。更进一步的，在驱动舵机61的驱动下，旋转架63围绕铰接点进行0°～270°旋转。起落架主体66与陆地行驶模块2中的前双轮21和后双轮26之间既不接触，也无互相干扰。通过旋转架63的旋转，将起落架主体66和浮块垫71收起，机器人即可在陆地上正常行驶。

如图7所示，本实施例中，水面漂浮模块7包括浮块垫71和固定连接件72；通过固定连接件72将起落架主体66与浮块垫71固定连接。浮块垫71采用了上部平直、下部弧形的船型结构，既能够为起落架主体66和浮块垫71提供更大的接触面积，又能够提供更大的触水面积，提高机器人在水面漂浮的稳定性。而船型结构的浮块垫71，也可以减小机器人在水面滑行的阻力，使机器人在水面滑行的更稳更快速。

本实施例中，通过在主底盘1中部两侧对称设置起落架模块6，并利用驱动舵机61和提升组件灵活控制起落架主体66的下放与回收，提高了机器人进行运动模态转换的灵活性。将起落架主体66与浮块垫71连接，既实现了机器人在水面漂浮的功能，又能够为机器人从空中降落提供缓冲，提高了机器人的运行稳定性。通过起落架模块6和水面漂浮模块7的辅助作用，机器人可以更稳当的实现三种运动模态的转换，即空中-陆地、空中-水面、水面-地面。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神实质和技术方案的情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种水陆空三栖机器人，其特征在于，包括：

主底盘(1)，用于安装陆地行驶模块(2)，以及水面驱动模块(3)和起落架模块(6)的传动机构；

陆地行驶模块(2)，采用四轮运动方式，包括前双轮(21)、转向舵机(22)、转向机构(24)、后双轮(26)和电机(27)；通过转向舵机(22)和转向机构(24)控制前双轮(21)的转向；所述后双轮(26)分别与两个电机(27)的输出端连接，通过电机(27)驱动后双轮(26)转动以实现机器人在陆地运动；

水面驱动模块(3)，采用双舵机控制方式，包括提升舵机(31)、提升舵机支架(32)、提升机构(33)、转向舵机(35)、ROV水下推进器(36)和螺旋桨(37)；所述提升舵机(31)通过提升舵机支架(32)安装在主底盘(1)上；所述提升机构(33)的一端分别与提升舵机(31)和主底盘(1)连接，另一端与转向舵机(35)连接；所述转向舵机(35)与ROV水下推进器(36)连接，所述ROV水下推进器(36)的输出端安装有螺旋桨(37)；通过ROV水下推进器(36)推动螺旋桨(37)转动以实现机器人在水面运动；

空中飞行模块(4)，采用四旋翼运动方式，包括下安装板(41)、上安装板(42)、可伸缩碳管(44)、飞行双电机(46)和双螺旋桨(48)；所述可伸缩碳管(44)的一端与下安装板(41)和上安装板(42)连接，另一端与飞行双电机(46)连接；所述飞行双电机(46)上设有双螺旋桨(48)，通过飞行双电机(46)驱动双螺旋桨(48)旋转以实现机器人在空中飞行；

电控与感知模块(5)，包括电池安装板(51)、电池(52)、nuc小电脑(53)、水陆模块控制板(54)、飞行控制板(55)、摄像头(56)、激光雷达(57)和GPS接收机(59)；所述电池安装板(51)的下端与主底盘(1)连接，上端与下安装板(41)连接；所述电池(52)安装在电池安装板(51)上；所述nuc小电脑(53)安装在主底盘(1)上，作为主处理器发布控制指令；所述水陆模块控制板(54)安装在主底盘(1)上，用于接收nuc控制指令并向陆地、水面运动模块发送控制信号；所述飞行控制板(55)安装在下安装板(41)上，用于接收nuc控制指令并向飞行双电机(46)发送控制信号；所述摄像头(56)安装在主底盘(1)前端，用于提供视觉定位信息；所述激光雷达(57)和GPS接收机(59)均安装在上安装板(42)上，用于提供环境感知信息和GPS定位信息；

起落架模块(6)，对称安装在主底盘(1)中部两侧，且与水面漂浮模块(7)连接，用于辅助机器人进行水陆空三种运动模态的转换。

2.根据权利要求1所述的水陆空三栖机器人，其特征在于，所述陆地行驶模块(2)还包括转向舵机支架(23)、电机支架(25)和底盘防水罩(28)，所述转向舵机(22)通过转向舵机支架(23)固连在主底盘(1)上，两个所述电机(27)分别通过两个电机支架(25)固定在主底盘(1)上，所述后双轮(26)分别通过联轴器与两个电机(27)的输出端连接；所述底盘防水罩(28)安装在主底盘(1)底部。

3.根据权利要求2所述的水陆空三栖机器人，其特征在于，所述转向机构(24)为五连杆转向机构，所述五连杆转向机构的原动件铰接在转向舵机(22)的输出端，用于实现前双轮(21)左、右各30°的转向；所述陆地行驶模块(2)通过前轮转向、后轮驱动的方式实现机器人在陆地上的全方向运动。

4.根据权利要求1所述的水陆空三栖机器人，其特征在于，所述水面驱动模块(3)还包括固定基座(34)和旋转架(38)，所述固定基座(34)安装在主底盘(1)底部；所述提升机构(33)为四连杆机构，包括水驱旋转杆(331)、水驱拉杆(332)、水驱连接弯杆(333)和水驱辅助支撑杆(334)；所述水驱旋转杆(331)的一端与提升舵机(31)的输出端铰接，另一端与水驱拉杆(332)的上端铰接；所述水驱拉杆(332)的下端与水驱连接弯杆(333)的中部和水驱辅助支撑杆(334)的上端铰接；所述水驱连接弯杆(333)的上端与固定基座(34)铰接，下端与水驱辅助支撑杆(334)的下端铰接；所述水驱连接弯杆(333)的下端部与转向舵机(35)固接，所述转向舵机(35)的输出端与旋转架(38)铰接，所述旋转架(38)与ROV水下推进器(36)固接。

5.根据权利要求1所述的水陆空三栖机器人，其特征在于，所述空中飞行模块(4)采用“X”字型四旋翼分布方式；所述空中飞行模块(4)还包括碳管支撑架(43)、飞行电机支撑架(45)和飞行分电板(47)；所述下安装板(41)和上安装板(42)通过碳管支撑架(43)固定连接；所述可伸缩碳管(44)的一端通过紧固件与碳管支撑架(43)固接，另一端紧固安装飞行电机支撑架(45)；所述飞行电机支撑架(45)上安装有飞行双电机(46)，所述飞行双电机(46)的输出端与双螺旋桨(48)连接；所述飞行分电板(47)安装在上安装板(42)中央，用于分配电能至飞行控制板(55)和飞行双电机(46)，所述飞行双电机(46)的输入端与飞行控制板(55)连接，以接收飞行控制信号。

6.根据权利要求1所述的水陆空三栖机器人，其特征在于，所述水陆模块控制板(54)分别与转向舵机(22)、电机(27)、提升舵机(31)、转向舵机(35)和ROV水下推进器(36)连接；所述摄像头(56)为双目深度摄像头；所述激光雷达(57)通过雷达支架(58)安装在上安装板(42)上方。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的水陆空三栖机器人，其特征在于，所述起落架模块(6)包括驱动舵机(61)、支撑架(62)、起落架提升组件和起落架主体(66)；所述驱动舵机(61)通过支撑架(62)安装在主底盘(1)中部的外侧，所述支撑架(62)的一端与起落架主体(66)铰接；所述起落架提升组件的一端与驱动舵机(61)的输出端铰接，另一端与起落架主体(66)铰接；在电控及感知模块(5)的控制下，驱动舵机(61)驱动起落架提升组件运动，以带动起落架主体(66)围绕支撑架(62)上的铰接点转动，实现起落架主体(66)的下放与回收。

8.根据权利要求7所述的水陆空三栖机器人，其特征在于，所述起落架提升组件包括旋转架(63)、连接杆(64)、拉杆(65)和干架连接件(67)；所述旋转架(63)的上端与驱动舵机(61)的输出端铰接，下端与连接杆(64)的上端固接；所述拉杆(65)的上端与连接杆(64)的下端铰接，下端通过干架连接件(67)与起落架主体(66)固接。

9.根据权利要求8所述的水陆空三栖机器人，其特征在于，在所述驱动舵机(61)的驱动下，所述旋转架(63)围绕铰接点进行0°～270°旋转。

10.根据权利要求7所述的水陆空三栖机器人，其特征在于，所述水面漂浮模块(7)包括浮块垫(71)和固定连接件(72)；通过固定连接件(72)将起落架主体(66)与浮块垫(71)固定连接。

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